초록 ▼

고온의 화염에 노출되거나 자체 발열량이 큰 부품 및 기기의 경우, 기계요소 표면이 파손되거나 기기가 제 기능을 발휘하지 못하게 되므로 이의 보호를 위해 서는 적절한 냉각이 요구된다. 고온 화염에 노출되는 대표적인 열?유체기기 핵 심부품으로는 가스터빈의 연소실, 터빈 블레이드, 로켓의 연소실 및 노즐을 들 수 있다. 또한, 최근 전자장비의 고집적화로 인해 자체 발열량이 크게 증가하여 이 에 대한 적절한 냉각도 필수적이다. 이와 같은 고온기기 부품에 적용되는 냉각기 술은 여러 분야에서 핵심적으로 사용되는 기반 기술이지만, 국내에서의 열

고온의 화염에 노출되거나 자체 발열량이 큰 부품 및 기기의 경우, 기계요소 표면이 파손되거나 기기가 제 기능을 발휘하지 못하게 되므로 이의 보호를 위해 서는 적절한 냉각이 요구된다. 고온 화염에 노출되는 대표적인 열?유체기기 핵 심부품으로는 가스터빈의 연소실, 터빈 블레이드, 로켓의 연소실 및 노즐을 들 수 있다. 또한, 최근 전자장비의 고집적화로 인해 자체 발열량이 크게 증가하여 이 에 대한 적절한 냉각도 필수적이다. 이와 같은 고온기기 부품에 적용되는 냉각기 술은 여러 분야에서 핵심적으로 사용되는 기반 기술이지만, 국내에서의 열설계기 술의 수준은 선진국 수준에 근접해 있는 생산기술에 비해 매우 취약한 실정이다. 이와 같은 열설계기술은 첨단기간산업 및 방위산업과 연관되어 있으므로 선진국 으로부터의 기술이전이 매우 어려운 실정이다. 그러므로 이 분야에 대한 국내 기 술개발이 필요하며,이를 위해서는 지속적인 연구와 투자가 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 고온기기 부품을 효과적으로 냉각하기 위하여 대표적 인 고온 기기인 가스터빈의 연소실 및 블레이드와 로켓의 노즐 및 베인의 열전달 특성 및 냉각 성능을 향상시키기 위한 연구를 수행하여 최적의 복합 냉각기술의 조건을 도출하고자 하였다. 또한 고발열 전자장비의 냉각을 위해 액체 냉매를 사 용한 전자장비 냉각기술과 고효율의 열교환기에 대한 최적의 설계조건을 도출할 수 있는 설계 기술에 대해서도 연구를 수행하고자 한다

Abstract ▼

The devices exposed to high-temperature flame or hot gas streams, or those generating high heat must be protected by the proper cooling system to prevent the failure of parts and to assure their performance. The high temperature devices include gas turbine combustion chambers and blades, rocket/ramj

The devices exposed to high-temperature flame or hot gas streams, or those generating high heat must be protected by the proper cooling system to prevent the failure of parts and to assure their performance. The high temperature devices include gas turbine combustion chambers and blades, rocket/ramjet nozzles and combustor, and rolling machinery treating steel ingots. Since thermal problems in the electronic devices are inevitable to reduce size and to increase integration, it is necessary to develop the adequate cooling techniques for electronic devices. Even though it is essential to develop the cooling technology for high-temperature components for a variety industries, the domestic ability in the thermal design of the cooling system is very low compared to the manufacturing technique of the advanced countries. Moreover, the cooling techniques for high temperature components are so difficult to be transferred from the foreign advanced countries because those are linked up with the defense industry. Consequently, it is necessary to develope the cooling technology in domestic standard with a long-term plan and investment.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...18
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 응용분야...18
• 제 2 절 연구개발의 필요성...20
• 제 3 절 연구의 범위 및 내용...23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...24
• 1. 국외 연구기관의 기술개발...24
• 2. 국내 연구기관의 기술개발...26
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...29
• 제 1 절 가스터빈 고온요소 (베인/블레이드) 냉각기술 개발...29
• 1. 연구 배경 및 개발기술의 개요...29
• 2. 가스터빈 베인/블레이드에서의 열전달 특성...33
• 4. 내부 유로를 이용한 가스터빈 블레이드 냉각기술...177
• 제 2 절 로켓 및 램제트 연소실의 냉각기술...350
• 1. 연구 배경 및 개발기술의 개요...350
• 2. 로켓 노즐에 장착된 제트 베인 표면의 열전달 특성...352
• 3. 제트 베인의 표면 삭마 해석...367
• 4. 램제트 연소실 내벽의 숯-삭마(Charring ablation) 냉각 기법 해석...385
• 5. 고속 충돌 제트에 의한 열전달 특성...406
• 제 3 절 열교환기 설계 기술 개발...418
• 1. 연구 배경 및 개발기술의 개요...418
• 2. Primary surface 형 열교환기의 종횡비에 따른 성능 특성...423
• 3. Primary surface 형 열교환기의 꺽임각에 따른 성능 특성...435
• 4. 딤플과 돌출을 이용한 열교환기 성능 개선...448
• 제 4 절 전자장비 냉각기술 개발...469
• 1. 연구 배경 및 개발기술의 개요...469
• 2. 원형 노즐을 가진 액체 충돌제트의 냉각 특성 고찰...471
• 4. 평면충돌제트에서 단상 및 비등 열전달 향상을 위한 기법 연구...495
• 5. 표면조도 변화에 따른 액체 충돌제트의 열전달 특성...503
• 6. 고발열 장비 내 박막의 열전도도 측정...513
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...532
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...538
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...539
• 제 7 장 참고문헌...547