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초소수성 코팅 튜브에서의 비응축가스 영향에 대한 응축 열전달 연구
The effects of non-condensable gas on condensation heat transfer on a super-hydrophobic surface tube 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.19 no.4, 2018년, pp.517 - 524  

지대윤 (한동대학교 기계제어공학부) ,  김대호 (한동대학교 기계제어공학부) ,  이권영 (한동대학교 기계제어공학부)

초록
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본 연구의 목표는 수평 관외 초소수성 튜브에서 비응축가스(NCG)의 영향을 관찰하고, 이를 일반 알루미늄 튜브의 응축 현상과 비교하는 것이다. 초소수성 튜브 제작을 위해 Self-Assembled Monolayer(SAM) 코팅으로 알루미늄 튜브의 외부를 표면개질 했다. 응축 성능을 나타내기 위해 총합 열전달계수를 사용하였고, 이 값으로 응축 성능을 비교 검토하였다. 본 연구의 주요 변수는 비응축가스 질량 분율로, 0.08에서 0.45의 범위에서 실험을 진행하였다. 응축 실험을 통해 비응축가스 질량 분율이 낮아질수록 응축 성능이 SAM 튜브와 일반 튜브에서 모두 향상되는 것을 확인했다. SAM 튜브에서 적응축 열전달 성능은 일반 튜브 대비하여 평균 약 1.9배에서 2.5배 정도 큰 것을 관찰하였다. SAM 튜브에서 비응축가스 질량 분율이 낮아지면서 응축 성능 상승폭이 감소하게 되는데, 이는 Flooded 응축 현상이 발현되었기 때문이다. 응축이 더 활발하게 진행되면 SAM 튜브에서 막응축이 일어나는 것을 관찰하였고, 이 때 성능은 일반 알루미늄 튜브보다도 저하된 성능을 보였다. SAM 알루미늄 튜브에서 Flooded 응축과 막응축이 일어나는 원인으로 표면에서의 Pinning 효과를 이용하여 설명하였다. 결론적으로, SAM 튜브를 실제 응축기에 적용해 표면개질로 인한 응축 성능 개선 효과를 얻기 위해서는 적응축 또는 Flooded 응축이 일어나는 조건으로 응축기 내 환경 조성을 해야 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This purpose of this research is to observe the influence of non-condensable gas (NCG) on a horizontal super-hydrophobic aluminum tube and compare it with a bare aluminum tube. To achieve super-hydrophobic characteristics, an aluminum tube was coated with a Self-Assembled Monolayer (SAM). The overal...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 수평 관외에서 비응축가스 질량 분율과SAM 코팅을 통해 초소수성 표면을 갖는 알루미늄 튜브에서의 응축 성능과의 상관성을 규명하고, 이를 일반 알루미늄 튜브에서의 응축 성능과 비교하여 어떤 차이가 있는지 확인하기 위해 진행되었다. SAM 코팅은 적응축현상을 유도하기 위해 알루미늄 튜브 표면을 초소수성으로 개질하는 방법이다.
  • 본 연구는 적응축 열전달에 미치는 비응축가스의 영향을 관찰하고, 이를 막응축 열전달에 미치는 영향과 비교하기 위해 진행했다. 적응축 현상을 유도하기 위해 초소수성 SAM 코팅 표면개질을 한 알루미늄 튜브를 사용했고, 일반 알루미늄 튜브를 사용해 막응축 현상을 관찰했다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
알루미늄의 열전도율은? 본 연구의 응축 열교환기 튜브로 알루미늄 튜브가 사용된다. 알루미늄의 열전도율은 237 W/m·K이다. 튜브의 길이는 440 mm이고, 외경은 25 mm, 두께는 2 mm이다.
평균열전달 계수가 상승하는 원인은? 이론 모델은 흡수효과와 거칠기를 포함한 Liao[4]의 수정된 확산층 이론을 통해서 세워졌고, 실험을 통해 검증되었다. 실험의 결과로 비응축가스의 질량분율이 낮고, 냉각수의 유량이 클수록 평균열전달 계수는 상승하는 결과를 보였다.
수평 관외 적응축 현상을 이론적으로 모델링했을 때 얻을 수 있는 분석 결과는? 이들은 접촉각이 크고 증기압이 증가할수록 높은 열유속을 갖는다는 것을 이론적해석을 통해 밝혀냈고, 실험 데이터와 비교해 검증을 완료했다. 이를 통해 물방울의 접촉각이 작고 냉각수 입,출구의 온도차이가 크지 않을 때에도 성공적으로 수평 관외 적응축 열전달을 예측할 수 있게 되었다.
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참고문헌 (12)

  1. D. F. Othmer, "The condensation of steam," Indus. Eng. Chem., vol. 21, no. 6, pp. 577-583, June, 1929. DOI: https://doi.org/10.1021/ie50234a018 

  2. D. G. Kroger, W. M. Rohsenow, "Condensation heat transfer in the presence of a non-condensable gas," Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 11, no. 1 pp, 15-26, March, 1968. 

  3. Bin Ren, L. Zhang, J. Cao, H. Xu, Z. Tao, "Experimental and theoretical investigation on condensation inside a horizontal tube with noncondensable gas," Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 82, pp. 588-603, March, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.11.041 

  4. Y. Liao, K. Vierow, "A generalized diffusion layer model for condensation of vapor with noncondensable gases," J. Heat Transfer-Trans. ASME, vol. 129, no. 8, pp. 988-994, September, 2007. 

  5. G. H. Tang, H. W. Hu, Z. N. Zhuang, W. Q. Tao, "Film condensation heat transfer on a horizontal tube in presence of a noncondensable gas," Applied Thermal Engineering, vol. 36, pp. 414-425, April, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2011.10.058 

  6. J. B. Lee, H. M. Joo, M. H. Cho, S. H. Lee, C. K. Choi, "Characteristics of Droplet Growth Behavior on Hydrophobic Micro-textured Surfaces," Journal of Heat Transfer, vol. 137, no. 8, pp. 080906, August, 2015. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4030453 

  7. H. W. Hu, G. H. Tang, "Theoretical investigation of stable dropwise condensation heat transfer on a horizontal tube," Applied Thermal Engineering, vol. 62, no. 2, pp. 671-679, January, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2013.10.022 

  8. N. Miljkovic, Y. Nam, K. Lopez, N. Dou, J. Sack, E. N. Wang, "Jumping-droplet-enhanced condensation on scalable superhydrophobic nanostructured surfaces," Nano Letters, vol. 13, no. 1, pp. 179-187, 2012. DOI: https://doi.org/10.1021/nl303835d 

  9. X. Ma, S. Wang, Z. Lan, A. Wang, B. Peng, "Dropwise condensation transfer on superhydrophobic surface in the presence of non-condensable gas," International Heat Transfer Conference, pp. 71-79, 2010. DOI: https://doi.org/10.1115/IHTC14-22248 

  10. R. D. Narhe, D. A. Beysens, "Water condensation on a super-hydrophobic spike surface," Europhys. Lett., vol. 75, no. 1, pp. 98-104, May, 2006. DOI: https://doi.org/10.1209/epl/i2006-10069-9 

  11. W. M. Rohsenow, "Heat transfer and temperature distribution in laminar film condensation," Trans. ASME, vol. 78, pp. 1645-1648, 1956. 

  12. W. Kwak, W. Hwang, "Facile method for preparing superoleophobic surfaces with hierarchical microcubic/ nanowire structures," Nanotechnology, vol. 27, no. 5, pp. 055301, 2016. DOI: https://doi.org/10.1088/0957-4484/27/5/055301 

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