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채널 형상에 따른 마이크로채널 판형 열교환기 열전달 성능 향상에 관한 수치 연구
Numerical Study of Heat Transfer Enhancement on Microchannel Plate Heat Exchanger with Channel Shape 원문보기

대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B, 2007 May 30, 2007년, pp.1888 - 1893  

전승원 (고려대학교 기계공학과 대학원) ,  김윤호 (고려대학교 기계공학과 대학원) ,  이규정 (고려대학교 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the microchannel plated heat exchanger were numerically studied for the enhancement of heat transfer in the channel configuration. Unit cold and hot fluid region with the microchannel were modeled and periodic boundary condition at the side wall was applied to continuously repeating g...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 수치해석을 통하여 마이크로채널 판형 열교환기에서 채널 내부의 삼각형 장애물의 형상이 열전달 성능과 압력 강하에 미치는 영향을 연구하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 본 연구에서는 채널 내부에 설치된 삼각형 형상의 장애물이 열전달 성능 및 압력강하에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 삼각형 장애물의 높이 H와 꼭지각 θ의 크기를 변화시키며 결과를 관찰하였다.
  • 본 연구에서는 판형 열교환기와 같은 구조를 갖는 마이크로채널 열교환기에 대하여 채널 내부에 삼각형 모양의 장애물을 설치하여 수치해석을 수행하고 장애물의 형상이 열전달 성능 및 압력 강하에 미치는 영향을 분석하고 고찰하였다.

가설 설정

  • 지배방정식으로는 연속방정식(continuity equation)과 운동량방정식(Navier-Stokes Equation), 에너지방정식(Energy equation)을 적용하였고 이산화 방법으로는 유한체적법(Finite volume method)을 이용하였다. 유체의 유동은 Reynolds 수가 2000이하인 층류(Laminar flow) 모델을 적용하였고, 비압축성, 일정 물성치 유동으로 가정하였다. 계산에 사용된 지배방정식은 다음과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
최근 전자 및 기계 장치들의 소형화, 집적화로 인해 단위 면적당 발열량이 증가하자 이를 해결하기 위해 무엇이 제안되었는가? 최근 전자 및 기계 장치들의 소형화, 집적화로 인해 단위 면적당 발열량이 증가하고 있어 기존의 냉각 방법으로는 해결하기에 어려운 실정이다. 이를 해결하기 위한 방안으로 마이크로 열교환기가 Tuckerman and Pease(1)에 의해 처음으로 제안되었다. 마이크로 열교환기는 채널의 특성길이가 1mm 이하인 열교환기로 기존 열교환기에 비해 매우 큰 단위 체적당 전열 면적을 갖게 된다.
단위 면적당 발열량이 증가하는 이유는 무엇인가? 최근 전자 및 기계 장치들의 소형화, 집적화로 인해 단위 면적당 발열량이 증가하고 있어 기존의 냉각 방법으로는 해결하기에 어려운 실정이다. 이를 해결하기 위한 방안으로 마이크로 열교환기가 Tuckerman and Pease(1)에 의해 처음으로 제안되었다.
마이크로 열교환기의 장점은 무엇인가? 마이크로 열교환기는 채널의 특성길이가 1mm 이하인 열교환기로 기존 열교환기에 비해 매우 큰 단위 체적당 전열 면적을 갖게 된다. 그로 인해 작은 부피와 무게로 높은 냉각 성능을 얻을 수 있는 장점이 있다. 마이크로 열교환기는 MEMS 공정을 이용해 제작이 이루어짐으로 대량 생산이 가능하고 생산 시간을 단축시킬 수 있어 저렴한 가격으로 제작이 가능하다.
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