미세 충돌 제트의 열전달 특성에 관한 실험적 연구 : Experimental Study on the Heat Transfer Characteristics of a Micro scale Impinging Jet원문보기
추교성
(Korea Advanced Institute of Science and Technology
School of Mechanical, Aerospace & Systems Engineering Department of Mechanical Engineering
국내박사)
노즐의 직경 0.1mm에서 1mm 사이, 레이놀즈 수 1000 에서 10000 사이, 그리고 무차원화 된 노즐과 센서 사이의 거리가 2.5 에서 20 인 공기 충돌제트 현상의 열전달 특성에 관해 연구를 수행하였다. 다이오드와 폴리실리콘을 이용하여 온도센서와 히터를 반도체 공정 기술을 이용하여 제작하였다. 실험의 결과는 정체점에서 부터 노즐 직경으로 무차원화 된 반경 방향을 함수로 하는 국부 ...
노즐의 직경 0.1mm에서 1mm 사이, 레이놀즈 수 1000 에서 10000 사이, 그리고 무차원화 된 노즐과 센서 사이의 거리가 2.5 에서 20 인 공기 충돌제트 현상의 열전달 특성에 관해 연구를 수행하였다. 다이오드와 폴리실리콘을 이용하여 온도센서와 히터를 반도체 공정 기술을 이용하여 제작하였다. 실험의 결과는 정체점에서 부터 노즐 직경으로 무차원화 된 반경 방향을 함수로 하는 국부 열전달 계수로 나타내었다. 국부 열전달 계수는 기존의 연구에서 주로 무시되었던 것과는 달리 온도센서가 있는 칩 내부에서 일어나는 측면으로의 열전도를 고려하여 계산되었다. 매크로 스케일(Macro scale) 에서의 결과와 같이 포텐셜 코어(potential core : H / d ＜ 8) 이하의 유동 영역에서는 주어진 일정한 레이놀즈 수의 조건하에서 가장 높은 열전달 계수를 가진다. 레이놀즈 수가 증가함에 따라 높은 열전달 계수를 가지며, 노즐의 직경이 작아질수록 더 높은 제트 출구 속도를 얻게 됨으로 인해 더 높은 국부 열전달 계수를 가진다. 국부 열전달 계수를 얻는데 있어 측면 열전도의 영향은 충돌제트 실험에서 매우 큰 비중을 차지 한다.
노즐의 직경 0.1mm에서 1mm 사이, 레이놀즈 수 1000 에서 10000 사이, 그리고 무차원화 된 노즐과 센서 사이의 거리가 2.5 에서 20 인 공기 충돌제트 현상의 열전달 특성에 관해 연구를 수행하였다. 다이오드와 폴리실리콘을 이용하여 온도센서와 히터를 반도체 공정 기술을 이용하여 제작하였다. 실험의 결과는 정체점에서 부터 노즐 직경으로 무차원화 된 반경 방향을 함수로 하는 국부 열전달 계수로 나타내었다. 국부 열전달 계수는 기존의 연구에서 주로 무시되었던 것과는 달리 온도센서가 있는 칩 내부에서 일어나는 측면으로의 열전도를 고려하여 계산되었다. 매크로 스케일(Macro scale) 에서의 결과와 같이 포텐셜 코어(potential core : H / d ＜ 8) 이하의 유동 영역에서는 주어진 일정한 레이놀즈 수의 조건하에서 가장 높은 열전달 계수를 가진다. 레이놀즈 수가 증가함에 따라 높은 열전달 계수를 가지며, 노즐의 직경이 작아질수록 더 높은 제트 출구 속도를 얻게 됨으로 인해 더 높은 국부 열전달 계수를 가진다. 국부 열전달 계수를 얻는데 있어 측면 열전도의 영향은 충돌제트 실험에서 매우 큰 비중을 차지 한다.
Heat transfer to a single, axisymmetric impinging jet was studied using a thermal chip. The design and fabrication for the thermal chip with arrays of temperature sensors using diode and heaters is presented. The parameters varied in the testing were jet diameter (0.1mm, 0.2mm, 0.5mm and 1mm), Reyno...
Heat transfer to a single, axisymmetric impinging jet was studied using a thermal chip. The design and fabrication for the thermal chip with arrays of temperature sensors using diode and heaters is presented. The parameters varied in the testing were jet diameter (0.1mm, 0.2mm, 0.5mm and 1mm), Reynolds number (1000, 5000, 10000) and dimensionless jet-to-target spacing, H/d (2.5, 5, 7.5, 10, 20). The tests were performed using air as the working fluid. Results are presented in the form of local heat transfer coefficients as a function of dimensionless radial distance from the stagnation point, r/d. The local heat transfer coefficient calculations account for lateral conduction within the thermal chip, which, in contrast to conventional practice, has been shown to be non-negligible. Local heat transfer coefficients has been determined that (ⅰ) the Nusselt number attains its maximum value at H/d ＜ 8, which is identical result as that of a macro scale, (ⅱ) increasing the Reynolds number yields higher Nusselt number, as expected (ⅲ) the smallest jet diameter yielded the largest heat transfer coefficient for a given Reynolds number.
Heat transfer to a single, axisymmetric impinging jet was studied using a thermal chip. The design and fabrication for the thermal chip with arrays of temperature sensors using diode and heaters is presented. The parameters varied in the testing were jet diameter (0.1mm, 0.2mm, 0.5mm and 1mm), Reynolds number (1000, 5000, 10000) and dimensionless jet-to-target spacing, H/d (2.5, 5, 7.5, 10, 20). The tests were performed using air as the working fluid. Results are presented in the form of local heat transfer coefficients as a function of dimensionless radial distance from the stagnation point, r/d. The local heat transfer coefficient calculations account for lateral conduction within the thermal chip, which, in contrast to conventional practice, has been shown to be non-negligible. Local heat transfer coefficients has been determined that (ⅰ) the Nusselt number attains its maximum value at H/d ＜ 8, which is identical result as that of a macro scale, (ⅱ) increasing the Reynolds number yields higher Nusselt number, as expected (ⅲ) the smallest jet diameter yielded the largest heat transfer coefficient for a given Reynolds number.
주제어
#미세충돌 열전달 Micro scale Impinging Jet
학위논문 정보
저자
추교성
학위수여기관
Korea Advanced Institute of Science and Technology
학위구분
국내박사
학과
School of Mechanical, Aerospace & Systems Engineering Department of Mechanical Engineering
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