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문제 정의
- 또한 충돌액적에 의 한 열전달의 계산에 있어서도 3회 이상 충돌하는 액적에 의한 열전달을 무시한 점에 대해서도 그 타당성을 검토할 필요가 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 리바운드에 의한 재충돌 액적의 분포와 최 대 비 행 거 리 乙仙를 산출함에 있어서 액적의 크기, 기류의 속도 등의 요인을 고려함으 로써 가능한 실제의 충돌거동과 유사한 조건에서 의 액적에 의한 열전달 모델에 관한 연구를 수행 하였다.
- 본 연구에서는 막 비등 영역에서 액적의 리바 운드 모션에 주목한 분무냉각 열전달 모델에 대 해 고찰하였다. 특히 본 모델에서는 리바운드에 의한 재충돌 액적의 유량밀도는 재충돌 구간 0~广에 서 식 (10)과 같은 Gaussian 분포를 가지 며 L.
가설 설정
- (c) 임의의 구간에 충돌하는 액적은 액적군의 크기는 Gaussian 분포를 가지며 액적 의 X방향 비 행거리는 액적의 크기에 영향을 받아 구간에 걸 쳐 Gaussian 분포를 가지 며 재충돌하는 것으로 가정한다. 여기서 L*는 Fig.
- Nishio and 은 액적의 운동에너지가 비교 적 크고 기류의 속도가 빠른 분무중심영역에서 액적은 Fig. 2에 나타낸 바와 같이 충돌-*리바운 드-재충돌의 동작을 반복하여 주변영역으로 이 동하며, 丿 회 째 충돌직전의 과냉각도가 ZW盘, [/]인 단일 액적이 냉각면 표면에 충돌시의 열전달량 는 액적의 온도가 포화온도까지 상승하는데 필요한 현열에 비례한다고 가정하여 분무냉각 열 전달에 관한 아래와 같은 이론식을 유도하였다.
- 식 (4), (5)의 C는 비례상수로서 所한)er수 (=°勿〃/ 们)와 Peclet 수(= d必 / a)의 함수라고 생각되 지 만, 본 연구에서는 Shoji et al.S)의 실험결과에 기초 하여 비교적 과냉각도가 큰 액적의 경우에는 액 적의 속도, 크기 둥에 영향을 거의 받지 않는 일 정한 값으로 가정하였다. 참고로 Shoji et al.
- 2에 나타낸 바와 같이 충돌- 리바운드 t 재충돌의 동작을 반목하여 주변영역으 로 이동한다. 그리 고 丿 회 째 충돌직 전의 과냉각도 가 公7;好|刀인 단일 액적이 냉각면 표면에 충돌시 의 열전달량 0力는 액적의 온도가 포화온도까지 상승하는데 필요한 현열에 비례한다고 가정하여 다음의 식으로 나타낸다.
- 특히 본 모델에서는 리바운드에 의한 재충돌 액적의 유량밀도는 재충돌 구간 0~广에 서 식 (10)과 같은 Gaussian 분포를 가지 며 L.는 액적의 최대비행거리 么疽에 의해 결정되는 것으로 가정하였다. 이러한 재충돌 액적분포의 설정은 액적의 사이즈 분포, 기류의 속도를 고려 한 것으로 기존의 연구와는 다르게 액적의 충돌 거동을 한층 실제상황에 가깝게 표현할 수 있는 것으로 생각된다.
- 3에 나타낸 바와 같 이 분무중심에서 X방향거리이며, 분무액적의 충 돌구간 %와 충돌구간에서 최대로 비행할 수 있 는 무차원거리 爲疽(=匕„心〃>)의 합0*=% + Eg;)으로 나타날 수 있다. 단, 4疽는 액적의 평균직경, 기류의 속도 등의 요인에 영향을 받는 값으로 가정한다.
- 여기서 는 분무중심에서 리바운드에 의한 액적의 최대 비행거리를 나타내며, 乙心는 액적의 크기, 충돌속도 등에 거의 의존하지 않은 값이라 고 가정하였다. 이와 같은 방법으로 Nishio 아 al.
- Nishio et al.의 연구에서는 4[2]의 재충돌 구간을 0〜爲「로 설정하였지만 본 연구에서는 Fig. 3에서도 나타낸 바와 같이 액 적의 초기 충돌위치를 고려한 0~Z*(=X, , +Z„g*)로가정함으로써 액적의 재충돌 거동을 좀더 실제에 가깝도록 설정하였다. 이러한 차이로부터 동일한 Zmax* 에 대해서도 Dy⑵에 대한 재중돌 구간이 Nishio et al.
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