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단일기포 핵비등 시 미세액막층 구조에 대한 실험적 연구
정승혁(Seunghyuck Jeong),정샛별(Satbyoul Jung),김형대(Hyungdae Kim) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集B Vol.39 No.6
본 연구에서는 핵비등 시 미세액막층의 증발에 의한 열유속과 열전달률 계산을 위한 simple microlayer model 의 물리적 변수들을 측정하기 위하여 미세액막층의 형상을 실험적으로 조사하였다. 레이저를 이용한 전반사 및 간섭 기법을 이용하여 simple microlayer model 을 구성하는 인자들인 미세액막층의 초기 두께 및 수평 이동속도를 측정하였다. 대기압 포화상태의 물을 이용하여 수평 벽면에서 단일기포 핵비등 실험을 수행하였고, 평균 열유속 200 kW/㎡ 조건에서 동일한 위치에서 발생하는 기포들의 미세액막층의 구조적 특성을 분석하였다. 본 연구의 범위에서 측정한 미세액막층의 최대 초기 두께는 5.4 μm 이었으며, 증발에 의한 미세액막층의 수평 이동속도는 0.12 m/s 이었다. To measure the physical parameters of the simple microlayer model for the prediction of the heat flux and heat transfer rate due to the evaporation of the microlayer during nucleate boiling, the microlayer geometry was experimentally examined. The parameters, including initial thickness, moving velocity and microlayer radius, were measured by total reflection and interferometry techniques using a laser. Single-bubble nucleate boiling experiments were conducted using saturated water on a horizontal surface under atmospheric pressure. The geometric characteristics of the microlayer underneath the bubbles periodically nucleating at a nucleation site at an average heat flux of 200 kW/㎡ were analyzed. The experimental results in the present study show that the maximum initial thickness of the microlayer and the horizontal moving velocity are 5.4 μm and 0.12 m/s, respectively.
수직 벽면에서 과냉 핵비등 시 열유속 분배에 관한 실험적 연구
송준규(Junkyu Song),박준석(Junseok Park),정샛별(Satbyoul Jung),김형대(Hyungdae Kim) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集B Vol.38 No.6
본 연구에서는 비등 열유속 분배 모델의 예측 정확성을 검증하기 위하여 수직평판 자연대류 과냉비등에서 기화, 급랭, 및 단상대류 열전달 기구에 대한 열유속 분배 특성을 실험적으로 조사하였다. 비등 열유속의 분배를 위해 적외선 열화상 기법과 전반사 가시화 기법을 동기화하여 비등 표면의 열유속분포와 액상-기상 분포를 동시에 측정하여 분석하는 실험을 수행하였다. 실험은 대기압 조건에서 과냉도 10 °C를 가지는 물을 이용하여 수행하였으며, 벽면과열도 12 °C 및 평균 열유속 283 kW/m2 조건에 대한 실험 결과를 분석에 활용하였다. 실험을 통해 획득된 열유속 분배 결과는 상관식을 이용한 예측 결과와 큰 차이를 보였으며, 기포이탈직경과 기포이탈 시 주변의 과열액체층이 함께 뜯겨져 나가는 효과를 고려한 기포영향인자가 차이를 만드는 주요 원인들로 파악되었다. To validate the accuracy of the boiling heat flux partitioning model, an experiment was performed to investigate how the wall heat flux is divided into the three heat transfer modes of evaporation, quenching, and single-phase convection during subcooled nucleate boiling on a vertical wall. For the experimental partitioning of the wall heat flux, the wall heat flux and liquid?vapor distributions were simultaneously obtained using synchronized infrared thermometry and the total reflection technique. Boiling experiments of water with subcooling of 10 °C were conducted under atmospheric pressure, and the results obtained at the wall superheat of 12 °C and average heat flux of 283 kW/m2 were analyzed. There was a large difference in the heat flux partitioning results between the experiment and correlation, and the bubble departure diameter and bubble influence factor, which account for a portion of the surrounding superheated liquid layer detached by the departure of a bubble, were found to be important fundamental boiling parameters.