Rib Type 열교환기의 열교환 효율 향상을 위한 Fin 형상 연구

국문 초록 (Abstract)

한국형발사체 1단 터빈배기부에 위치한 열교환기는 액체 산화제탱크 내부에 설치된 구형탱크에 저장된 극저온/고압 상태의 헬륨을 열교환기를 통하여 고온으로 팽창시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 추진제탱크 가압에 사용되는 Rib type 열교환기의 열교환 효율을 증가시키기 위하여 열교환기 내부 Fin 구조물의 형상 변화에 따라 열교환 특성이 어떻게 변화되는지를 알기 위하여 수치해석을 진행하였다. 유동해석 결과 열교환 효율을 향상시키기 위한 가장 효과적인 방법은 Fin 사이에 유체가 흐를 수 있는 면적을 증가시키고 난류 유동을 유발시키는 것이 효율적인 것임을 파악하였다. 또한, Fin 표면에 톱니 형태를 추가할 경우 열전달 면적을 늘릴 수 있을 뿐 아니라, 경계층 구조에 변화를 줄 수 있음으로서 Fin 사이에 쌓인 soot가 제거될 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The heat exchanger located behind the exhaust duct of the gas generator of KSLV-Ⅱ expands the cryogenic / high pressure helium to high temperature. In this study, to improve the heat exchange efficiency of the Rib type heat exchanger used in KSLV-Ⅱ, numerical analysis of the heat exchange characteristics according to the shape change of the Fin structure inside the heat exchanger was understood. As a result, it was found that the most effective method for improving the heat exchange efficiency is to make a space for flowing the fluid between the Fins. In addition, adding a wedge shape to the Fin surface can not only increase the heat transfer area but also change the boundary layer structure. It is considered that the soot accumulated between the fins is removed.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 초록
• 1. 서론
• 2. 수치 해석
• 3. 수치 해석 결과
• 4. 결론
• References