$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

Leidenfrost 지점 온도 이상에서 액적-벽면 충돌 열전달에 대한 충돌 속도의 영향
The Effect of Impact Velocity on Droplet-wall Collision Heat Transfer Above the Leidenfrost Point Temperature 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.39 no.7 = no.358, 2015년, pp.567 - 578  

박준석 (경희대학교 원자력공학과) ,  김형대 (경희대학교 원자력공학과) ,  배성원 (한국원자력연구원 열수력안전연구부) ,  김경두 (한국원자력연구원 열수력안전연구부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

Leidenfrost 온도 이상으로 가열된 벽면과 충돌하는 액적의 속도가 열전달 특성에 미치는 영향에 관한 실험 연구를 수행하였다. 동기화된 초고속 가시화 카메라와 적외선 카메라를 이용하여 벽면과 충돌하는 액적의 충돌 특성과 충돌면의 온도 분포를 측정하였다. 획득한 표면온도 분포를 충돌면의 경계 조건으로 이용하여 가열 벽면의 3차원 비정상 열전도 수치해석을 통해 표면 열유속 분포를 얻었다. 수직방향 충돌속도가 증가할수록 최대 액막 직경이 증가하고 가열 벽면과 액막 사이에 존재하는 증기막의 두께가 감소하여 열전달 효율이 증가하였다. 액적은 웨버수가 30보다 작은 경우 되튐현상이 발생하였으며, 큰 경우 작은 액적들로 분쇄되어졌다. 충돌속도에 의한 열전달량의 증가 경향이 되튐영역에서 분쇄영역에서 가면서 약화되었으며, 이는 분쇄현상에 의해 유효 열전달 면적의 확대 효과가 저감되었기 때문으로 해석된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Single droplet-wall collision heat transfer characteristics on a heated plate above Leidenfrost temperature were experimentally investigated considering the effects of impact velocity. The collision characteristics of the droplet impinged on the heated wall and the changes in temperature distributio...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
벽면에 충돌하는 액적이 높은 시간 및 공간 분해능을 가지는 실험 결과의 획득에 어려움이 많은 이유는 무엇인가? 벽면에 충돌하는 액적은 매우 짧은 시간 동안 퍼짐, 되감김, 되튐, 분열 등의 다양한 현상을 동반하며 열전달이 발생하므로 높은 시간 및 공간 분해능을 가지는 실험 결과의 획득에 어려움이 많아 왔다. 액적의 가열벽면에 대한 충돌 특성은 액적의 조건(온도, 지름, 속도, 물성치) 및 벽면의 온도에 따라 크게 달라지며, 이는 충돌 시 충돌 시간, 충돌 면적 및 국소 열유속을 변화시켜 열전달량의 변화를 가져온다.
액적의 가열벽면에 대한 충돌 특성은 무엇에 따라 크게 달라지는가? 벽면에 충돌하는 액적은 매우 짧은 시간 동안 퍼짐, 되감김, 되튐, 분열 등의 다양한 현상을 동반하며 열전달이 발생하므로 높은 시간 및 공간 분해능을 가지는 실험 결과의 획득에 어려움이 많아 왔다. 액적의 가열벽면에 대한 충돌 특성은 액적의 조건(온도, 지름, 속도, 물성치) 및 벽면의 온도에 따라 크게 달라지며, 이는 충돌 시 충돌 시간, 충돌 면적 및 국소 열유속을 변화시켜 열전달량의 변화를 가져온다.
액적-벽면 상호작용은 어떤 기구로 활용되고 있는가? 액적-벽면 상호작용은 액체연료 분사, 잉크젯 프린팅, 분사코딩 등에서 널리 활용되고 있다. 뿐만 아니라 미세한 액적을 활용하여 스프레이 냉각, 화재 방지 등의 다양한 산업 분야에 활용되는 안전계통의 주요 열전달 기구로 활용되고 있다. 특히 고온의 벽면과 액적의 열전달은 금속재료의 열처리 및 원자력 발전소 내에서 과열된 핵연료의 냉각 속도 예측에 있어 매우 중요한 현상으로 현재까지 많은 연구가 진행되어 오고 있으나, 액적의 충돌 거동 및 열전달이 함께 상호 작용하면서 발생하는 현상의 복잡성으로 말미암아 아직까지 충분한 분석이 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (19)

  1. Kendall, G.E. and Rohsenow, W. M., 1978, "Heat Trasfer to Impacting Drops and Post Critical Heat Flux Dispersed Flow," Technical Report No. 85694-100, Department of Mechanical Engineering, Masschusetts Institute of Technology. 

  2. Enomoto, T., Kanetsuki, M. and Ueda, T., 1979, "Heat Transfer Characteristics and Dynamic Behavior of Saturated Droplets Impinging on a Heated Vertical Surface," Bulletin of the Japan Soc. Mech. Eng., Vol. 22, No. 167, pp. 724-732. 

  3. Bolle, L. and Moureau, J. C., 1978, "Spray Cooling of Hot Surface," Multiple Science and Technology, pp. 76-90. 

  4. Aziz, S. D., Chandra, S., Mostaghimi, J. and Pasandideh-Fard, M., 2001, "Cooling Effectiveness of a Water Drop Impinging on a Hot Surface," Int. J. Heat and Fluid flow, Vol. 22, pp. 201-210. 

  5. Baumeister, K. J., Mamill, T. D., Schoessow, G. J. and Schwartz, F. L., 1966, "Film Boiling Heat Transfer to Water Drops on a Flat Plate," Chemical Engineering progress symposium serios, No. 64, Vol. 62, pp. 52-61. 

  6. Guo, Y. and Mishima, K., 2002, "A Non-equilibrium Mechanic Heat Transfer Model for Post-dryout Dispersed Flow Regime," Experimental thermal and fluid science, Vol. 26, pp. 861-869. 

  7. Kim, H. D., Jung, S. B., Park, J. S. and Song. J. K., 2014, "Experimental Study on Heat Flux Partitioning in Subcooled Nucleate Boiling on Vertical Wall," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 38, No. 6, pp. 465-474. 

  8. Chatzikyriakou, D., Hale, C. P., Hewitt, G. F. and Walker, S. P., 2011, "The Measurement of Heat Transfer from Hot Surfaces to Non-wetting Droplets," Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol. 54, pp. 1432-1440. 

  9. Wachters, L.H.J. and Westering, N.A.J., 1966, "The Heat Transfer from a Hot Wall to Impinging Water Drops in the Spheroidal State," Chemical engineering science, Vol. 21, pp. 1047-1056. 

  10. Hamdan, K. S., Kim, D. E. and Moon, S. K., 2014, "Droplets Behavior Impacting on a Hot Surface above the Leidenfrost Temperature," Int. J. Nuclear Thermal Hydraulics and safety. 

  11. Rayleigh, L., 1879, "On the Capillary Phenomena of Jets," Proceedings of the Royal Soc. London, Philosophical Transactions of the Royal Society, pp. 71-99. 

  12. Biance, A. E., Chevy, F., Clanet, C., Lagubeau, G. and Quere, D., 2006, "On the Elasticity of an Inertial Liquid Shock," J. Fluid Mech., Vol. 554, pp. 47-66. 

  13. Avedisian, C. T. A. and Chandra, S., 1991, "On the Collision of a Droplet with a Solid Surface," Proc. R. Soc. Lond. A, Vol. 432, pp. 13-41. 

  14. Fujimoto, H., Hatta, N., Kinoshita, K., Takahashi, O. and Takuda, H., 1995, "Collision Dynamics of a Water Droplet Impinging on a Rigid Surface above the Leidenfrost Temperature," Int. Iron and Steel Institute of Japan, Vol. 35, pp. 50-55. 

  15. Frohn, A. and Karl, A., 2000, "Experimental Investigation of Interaction Processes between Droplets and Hot Walls," Physics of fluids, Vol. 12, pp. 785-796. 

  16. Tran, T., Staat, H. J. J., Susarrey-Arce, A., Foertsch, T. C., Houselt, A., Gardeniers, H. J. G. E., Lohse, D. and Sun, C., 2013, "Droplet Impact on Superheated Micro-structured Surfaces," Soft Matter, Vol. 9, pp. 3272-3282. 

  17. Pedersen, C. O., 1970, "An Experimental Study of the Dynamic Behavior and Heat Transfer Characteristics of Water Droplets Impinging Upon a Heated Surface," Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol. 13, pp. 369-381. 

  18. Dunand, P., Castanet, G., Gradeck, M. and Lemoine, F., 2013, "The Heat Transfer Characteristics of a Small Droplet Impinging Upon a Hot Surface," Int. J. Japan Soc. Mech. Eng., No. 1, Vol. 31, pp. 105-111. 

  19. Gradeck, M., Lelong, F., Maillet, D. and Seiler, N., 2010, "Experimental Study of Heat Transfer Between Droplets and Wall in Leidenfrost Regime," 7th Int. conference on Multiphase flow. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로