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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정지환
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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이 논문의 연구 히스토리 (3)
2019
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화력발전소 및 원자력발전소의 가압경수로 및 등수로는 증기를 이용하여 터빈을 돌리게 된다. 이때, 사용된 증기를 통한 Rankine cycle의 냉각 효율은 전력생산 효율을 높이는데 중요하다. 응축과정에서 표면에너지가 높은 금속은 친수성으로 응축수가 막 형태로 퍼짐 (액막응축: Filmwise condensation, FWC)에 따라 표면에 발생한 열저항으로 인해 열전달효율을 저하시키게 된다. 하지만, 응축수가 작은 방울 형태로 구현 (액적응축: Dropwise condensation, DWC)되는 소수성 표면은 중력에 의해 응축수가 빠르게 배출되면서 열전달효율이 수 배로 증가한다.
본 연구에서는 증기 응축 열전달 효율 향상을 위한 금속표면의 소수성 부여 방법으로, (1) 마이크로 블라스트를 이용한 기하학적 표면개질 방법과 (2) 소수성 표면 제작을 위한 F-DLC (Fluorine doped Diamond-like carbon) 코팅을 통한 화학적 표면개질 방법을 적용하였고, 이중구조 (마이크로 + 나노 크기 구조) F-DLC 코팅 방법을 통해 액적응축을 구현하였다. 이를 통해, 배출되는 응축수의 형태를 관찰하고 증기 응축 열전달 시험 장치를 통해 금속 표면에서의 열전달 효율을 비교하였다. 그 결과, 소수성 F-DLC 코팅을 통해 금속 기판 대비 최대 3배 이상의 열전달 효율 특성을 확인 할 수 있었다.
본 연구에서는 증기 응축 열전달 효율 향상을 위한 금속표면의 소수성 부여 방법으로, (1) 마이크로 블라스트를 이용한 기하학적 표면개질 방법과 (2) 소수성 표면 제작을 위한 F-DLC (Fluorine doped Diamond-like carbon) 코팅을 통한 화학적 표면개질 방법을 적용하였고, 이중구조 (마이크로 + 나노 크기 구조) F-DLC 코팅 방법을 통해 액적응축을 구현하였다. 이를 통해, 배출되는 응축수의 형태를 관찰하고 증기 응축 열전달 시험 장치를 통해 금속 표면에서의 열전달 효율을 비교하였다. 그 결과, 소수성 F-DLC 코팅을 통해 금속 기판 대비 최대 3배 이상의 열전달 효율 특성을 확인 할 수 있었다.
목차
제 1 장 서론 11.1 연구배경 11.2 선행연구 71.2.1 Nusselt 이론 71.2.2 표면 접촉각 이론 91.2.2 응축 특성 정의 131.2.4 표면 가공기술 211.3 연구목표 24제 2 장 실험 252.1 실험 방법 252.1.1 기하학적 표면개질 [마이크로 블라스트] 272.1.2 화학적 표면개질 [F-DLC 코팅] 302.2 증기 응축 열 전달 실험 342.2.1 실험장치 구성 및 작동원리 342.2.2 실험장치 시험부 362.2.3 실험장치 검증 39제 3 장 실험결과 및 고찰 433.1 표면개질 형상 관찰 433.1.1 기하학적 표면개질 [마이크로 블라스트] 433.1.2 화학적 표면개질 [F-DLC 코팅] 523.1.3 이중구조 표면개질 [기하학적+화학적 표면개질] 573.2 표면 응축 현상 관찰 603.3 증기 응축 열전달 현상 관찰 643.4 내구성 검증 (히스테리시스, Aging) 67제 4 장 결론 75참고 논문 77Abstract 79
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