층류유동 조건에서 SiO2 나노유체의 대류 열전달 특성에 대한 연구

박현아; 박지현; 정락교; 강석원

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박현아 (한국철도기술연구원) 박지현 (한국철도기술연구원) 정락교 (한국철도기술연구원) 강석원 (한국철도기술연구원)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제17권 제9호

발행연도: 2016.9

수록면: 1 - 11 (11page)

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본 연구에서는 벽면으로부터 균일한 열 유속 조건에서 나노유체의 층류유동에 의한 대류 열전달 향상과 관련하여 유동관 내 벽면에서의 나노입자 거동의 영향에 대한 수치해석 및 실험 연구에 대해서 논한다. SiO2 나노유체의 동적 열전도도는 스테인리스 원형 관(길이 1 m 및 직경 1.75 mm)의 외면에 부착된 T형 열전대를 활용하여 측정하였다. 실험에 사용된 나노유체는 직경이 24 nm인 구형의 SiO2 나노 입자를 초순수에 분산시켜 제조하였다. 나노 유체의 향상된 열전도도(즉, 최대 7.9 %의 증가)는 기본유체(즉, 초순수)와 나노유체 간 유동에서 벽면 온도 변화를 측정하여 비교함으로써 확인하였다. 하지만, 수치해석 결과에서는 실험으로부터 발견된 경향이 발견되지 못했는데, 이는 수치해석 모델이 기본적으로 연속체역학 및 안정된 콜로이드 용액에 나노 입자를 포함하는 유동특성에 기반을 두기 때문으로 분석된다. 이에 따라, 열교환 표면에서 나노입자와 벽면 간 상호작용(예: 나노입자의 고립된 침전)에 의한 표면특성 변화와 같은 비연속체역학 기반의 효과를 확인하기 위하여, 나노유체의 흐름 직후 정제수를 활용한 추가실험을 수행하였다.

#Dynamic thermal conductivity #Heat transfer #Laminar flow #Nanofluids #Nanoparticles

참고문헌 (15)

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[학술지(정기간행물)] - Hidetoshi Masuda / 1993 / Alteration of Thermal Conductivity and Viscosity of Liquid by Dispersing Ultra-Fine Particles. Dispersion of Al2O3, SiO2 and TiO2 Ultra-Fine Particles / Netsu Bussei 7 (4) : 227 ~ 233

[학술지(정기간행물)] - Sezer Özerinç / 2010 / Enhanced thermal conductivity of nanofluids: a state-of-the-art review / Microfluidics and Nanofluidics 8 (2) : 145 ~ 170

[학술지(정기간행물)] - Ashkan Vatani / 2015 / A survey of practical equations for prediction of effective thermal conductivity of spherical-particle nanofluids / Journal of Molecular Liquids 211 : 712 ~ 733

[학술지(정기간행물)] - Lazarus Godson / 2010 / Enhancement of heat transfer using nanofluids—An overview / Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (2) : 629 ~ 641

[학술지(정기간행물)] - 권정태 / 2009 / 은 나노유체의 미세관내 층류 유동의 압력강하 및 열전달계수에 관한 실험적 연구 / 한국산학기술학회논문지 10 (12) : 3525 ~ 3532

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