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본 연구는 산업용 열교환기 및 상용 파이프의 최적 설계를 위하여 열교환기 내의 사각형 단면 파이프의 shear-thickening 비뉴톤 유체의 압력강하 및 대류 열전달률을 수치해석적으로 수행하였다.
shear-thickening 유체의 구성 방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 확장 멱법칙 모델을 채택하였다. 파이프 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 확장 레이놀즈 수의 곱은 기존 연구의 비교자료와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.018% 및 0.06% 내에서 일치함을 보였고,대류 열전달률을 의미하는 뉴셀트 수는 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.025% 및 0.14% 내에서 일치함을 보였다. 비뉴톤 확장 멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는shear-thickening 유체를 열교환기 또는 상용파이프 내의 사각형 단면 파이프 내에서 사용하면 유동지수(n)에 따라서 뉴톤 유체보다 최대 160%의 압력강하를 증가시켰고 최대 14%의 대류 열전달 감소를발생시킬 수 있었다.
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A. R. Chandrupatla / 1977 / Analytical and Experimental Studies of Flow and Heat Transfer Characteristics of a Non-Newtonian Fluid in a Square Duct / 박사 / Indian Institute of Technol
J. A. Wheeler / 1966 / The Friction Factor Reynolds Number Relation for the Steady Flow of Pseudoplastic Fluids through Rectangular Ducts / AIChE J 11 : 207 ~ 216
J. E. Dunleavy / 1966 / Relation of Shear Behavior of Solution of Polyisobutylene / Transactions of Society of Rheology 10 : 151 ~ 168
R. K. Shah / 1978 / Laminar Flow Forced Convection in Ducts, Supplement 1 to Advances in Heat Transfer / Academic Press
R.R. Rothfus / 1964 / Pressure Drop in Rectangular Ducts / Chem. Eng 71 : 175 ~ 176
J. A. Wheeler / 1966 / The Friction Factor Reynolds Number Relation for the Steady Flow of Pseudoplastic Fluids through Rectangular Ducts / AIChE J 11 : 207 ~ 216
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R. K. Shah / 1978 / Laminar Flow Forced Convection in Ducts, Supplement 1 to Advances in Heat Transfer / Academic Press
R.R. Rothfus / 1964 / Pressure Drop in Rectangular Ducts / Chem. Eng 71 : 175 ~ 176
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