초록 ▼

본 연구는 유체층에서 밀도차이에 기인하여 발생되는 자연대류의 발생요인을 밝힘을 주요내용으로하고 있다. 이러한 유체의 안정성에 관한 해석은, 난류의 근원을 밝히려는 학문적인 견해에서는 물론 열교환장치, 기체흡수, 용매추출, 대기유동 등 각종 실용적인 문제의 해결에 중요한 역할을 하게 되므로 지난 1세기동안 주요한 관심의 대상이 되어왔다. 본 연구에서는 수평면상에 위치한 유체가 최초에 일정한 온도로 유지되고 있을때, 하부경계면을 높은 온도로 급속히 가열함에 따라 발생되는 열대류의 발생요인을 새로운 각도로 해석하였다. 관련된 시스

본 연구는 유체층에서 밀도차이에 기인하여 발생되는 자연대류의 발생요인을 밝힘을 주요내용으로하고 있다. 이러한 유체의 안정성에 관한 해석은, 난류의 근원을 밝히려는 학문적인 견해에서는 물론 열교환장치, 기체흡수, 용매추출, 대기유동 등 각종 실용적인 문제의 해결에 중요한 역할을 하게 되므로 지난 1세기동안 주요한 관심의 대상이 되어왔다. 본 연구에서는 수평면상에 위치한 유체가 최초에 일정한 온도로 유지되고 있을때, 하부경계면을 높은 온도로 급속히 가열함에 따라 발생되는 열대류의 발생요인을 새로운 각도로 해석하였다. 관련된 시스템은 (1)최초 정지상태에 있는 유체, (2) Poiseuille유동, (3) Blasius 유동, (4) Couett 유동등이다. 본 연구를 통하여 열대류 발생시에 교란량이 즉각적으로 변화된다는, 본 연구진의 새로운 이론이 타당성이 있음이 밝혀졌다. 본 이론은 관련연구의 확장에 큰 계기가 될 것으로 판단된다. 이러한 안정성 해석을 근거로 열전달 관계식을 유도하여 기존 실험결과들과 비교 검토하여 그 유용성을 입증하였다. 또한 이론을 보완할 목적으로 기체흡수, 용매추출 시스템에서의 자연대류 현상을 실험적으로 조사하였다.

Abstract ▼

The present study is primarily concerned with theoretical analyses of critical conditions marking the onset of natural convection induced by the adverse density stratification. in the fluid. This proldem has received considerable attention from the beginning of this century, because of certain acade

The present study is primarily concerned with theoretical analyses of critical conditions marking the onset of natural convection induced by the adverse density stratification. in the fluid. This proldem has received considerable attention from the beginning of this century, because of certain academic efforts for understanding the origin of turbulence and also because of its practical significance for describing transport phenomena in a heat exchanger, gas absorption, solvent extraction, and air movements on the earth, etc. The system considered here is a horizontal fluid layer which experiences abrupt increase in the temperature at the bottom boundary. For purposes of performing the stability analysis we developed a new theory to the effect that disturbances at the onset of convection will not exhibit a stationary motion but upon the onset they will involve inherent change in magnitude. This new theory was tested for the cases of (a)an initially stagnant fluid layer, (b)plane Poiseuille flow, (c)Blasius flow, and (d)plane Couette flow. Our predictions were compared with existing experimental data. The present results indicate that our theory describes the characteristics of the onset better than any other theory. Based on the stability analyses, a new correlation was formulated to represent heat transfer characteristics with success. In addition to the above theoretical work complementary experiments were conducted in a system of gas absorption and in a system of solvent extraction.

목차 Contents

• 1.서론...9
• 2.최초 정지상태에 있는 수평유체층의 열적 불안정성과 열전달특성...13
• 2.1 서론...13
• 2.2 기본식...15
• 2.3 수식의 전개...18
• 2.4 안정성해석...23
• 2.5 임계값의 결정...27
• 2.6 결과 및 겸토...29
• 2.7 결론...37
• 참고문헌...37
• 3.수평판 사이의 Poiseuille 유동에서의 열적불안정성...40
• 3.1 서론...40
• 3.2 기본계의 선정...41
• 3.3 안정성 기본방정식의 유도...43
• 3.4 안정성 해석...46
• 3.5 실험...49
• 3.6 이론적 결과 및 검토...49
• 3.7 결론...58
• 참고문헌...59
• 4.등온 수평평판위를 지나는 층류유동의 열적불안정성 및 열전달 상관관계...60
• 4.1 서론...60
• 4.2 선형안정성 해석...61
• 4.3 해법...66
• 4.4 결과 및 토의...69
• 4.5 결론...75
• 참고문헌...77
• 5.아황산기체 흡수시 대류현상이 물질전달에 미치는 영향...79
• 5.1 서론...79
• 5.2 이론...80
• 5.3 실험...83
• 5.4 결과 및 검토...88
• 5.5 결 과...98
• 참고문헌...99
• 6.아세？？-톨루엔-물 계에서 격막을 통한 물질전달시 발생되는 자연대류...100
• 6.1 서론...100
• 6.2 격막을 통한 확산...100
• 6.3 물질전달 계수...104
• 6.4 물질전달기구...109
• 6.5 실험...117
• 6.6 격막을 통한 물질전달...119
• 6.7 수평면상의 격막을통한 물질전달실험 결과 및 검토...125
• 6.8 모델에 의한 검토...142
• 6.9 결론...151
• 참고문헌...153
• 7.맺는 말...154
• 인용문헌...155
• 논문발표실적 또는 계획...156
• 부록 A: 수평면사이에서 Couette유동을 보이는 유체층에서 열적 불안정성에 관한 논문...157
• 부록 B: Blasius 유동에서의 열적불안정성에 관한 논문...164
• 부록 C: 경사진 등온평판위의 자연대류 유동에서의 열적 불안정성과 열전달 특성에 관한 논문...178