2012년도 1학기(제 7주) 기계자동차공학부 박...

열전달(Heat Transfer)

2012년도 1학기(제 7주)

기계자동차공학부

박 승 운

제4장 강제 대류(2) (Forced Convection)

제4장 강제 대류

◈ 학습목표 o 관내 유동에서의 강제대류 과정과 열경계층에 대한 물리적인 이해

o 관을 통한 열전달 문제에서 열전달을 촉진시키기 위한 방법은?

◈ 학습성과 o 관내에서의 층류유동 및 난류유동시의 열전달 문제를 해결할 수 있어야 함.

강의 내용 및 순서

■ 일반적인 열해석

■ 관 내의 층류 유동

■ 관 내의 난류 유동

■ 종합요약



■ 일반적인 열 해석



◈ 일정 표면열유속( )



◈ 일정 표면온도( )



◈ 일정 표면 열유속( )



◈ 일정 표면 열유속( )

◈ 일정 표면온도 ( )

◈ 비 원형관 내의 층류유동



◈ 입구영역에서 발달하는 층류 유동



⇒ 최대 25% 의 오차를 보임



⇒ 10% 이내의 오차

※ (4-76) ~ (4-81) 식은 에서 모두 적용 가능.



◈ 입구영역에서 발달하는 난류 유동

- 입구 길이는 매우 짧고, 보통 관 직경의 10배 : L = 10D

- Nu : 전체 영역에 대하여 근사적으로 사용 가능

◈ 비 원형관에서 난류 유동

·압력강하와 열전달 특성은 벽 표면 가까이의

매우 얇은 점성저층(VSL)에 의해 지배됨.

·Dh = 4Ac/p

◈ 환형관 통한 난류 유동



◈ 환형관 통한 난류 유동



◈ 열전달 촉진

- 대류 열전달 촉진

·관 표면을 거칠게하여 hs의 값을 높인다. ⇒ 최대 400%까지 증대 가능

⇒ 마찰인자를 증가시켜, 펌프나 홴의 요구동력 증가

·맥동 유동 유발

·관 내에서 선회류(swirl) 유발

·관을 꼬아 2차유동 유발

예제 4-8, 4-9


▣ 종합요약

◈ 일반적인 열해석

o 표면 열유속이 일정한 경우

o 표면 열유속이 일정한 경우


▣ 종합요약

◈ 관내의 층류유동

o

o


▣ 종합요약

◈ 관내의 난류유동

◈ 다음강의(예고)

- 자연 대류 열전달

* 강제 대류와 자연 대류의 차이?

* 주위에서 실제 발생하는 자연 대류의 현상 관찰

* 주위에서 실제 발생하는 자연 대류의 현상 관찰

감사합니다.

2012년도 1학기(제 7주) 기계자동차공학부 박...

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