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
제4장 강제 대류
제4장 강제 대류
■ 일반적인 열 해석
제4장 강제 대류
■ 일반적인 열 해석
◈ 일정 표면열유속( )
제4장 강제 대류
■ 일반적인 열 해석
◈ 일정 표면열유속( )
제4장 강제 대류
■ 일반적인 열 해석
◈ 일정 표면온도( )
제4장 강제 대류
■ 일반적인 열 해석
◈ 일정 표면온도( )
제4장 강제 대류
■ 관 내의 층류 유동
제4장 강제 대류
■ 관 내의 층류 유동
◈ 일정 표면 열유속( )
제4장 강제 대류
■ 관 내의 층류 유동
◈ 일정 표면 열유속( )
◈ 일정 표면온도 ( )
◈ 비 원형관 내의 층류유동
제4장 강제 대류
■ 관 내의 층류 유동
◈ 입구영역에서 발달하는 층류 유동
제4장 강제 대류
■ 관 내의 난류 유동
⇒ 최대 25% 의 오차를 보임
제4장 강제 대류
■ 관 내의 난류 유동
⇒ 10% 이내의 오차
※ (4-76) ~ (4-81) 식은 에서 모두 적용 가능.
제4장 강제 대류
■ 관 내의 난류 유동
◈ 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
제4장 강제 대류
■ 관 내의 난류 유동
◈ 환형관 통한 난류 유동
제4장 강제 대류
■ 관 내의 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
제4장 강제 대류
▣ 종합요약
◈ 일반적인 열해석
o 표면 열유속이 일정한 경우
o 표면 열유속이 일정한 경우
제4장 강제 대류
▣ 종합요약
◈ 관내의 층류유동
o
o
제4장 강제 대류
▣ 종합요약
◈ 관내의 난류유동
제4장 강제 대류
▣ 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
