수평원통관 내에서 용융이 일어날 때의 열전달특성

Heat Transfer Characteristics for Inward Melting in a Horizontal Cylinder

본 연구에서는 파라핀을 채운 수평 원관의 관벽을 가열하여 축열할 때에 관내에서 일어나는 열전달현상을 다루었다. 용융이 진행됨에 따라 고액 밀도차에 의해서 고상이 아래로 가라앉는 침강형을 대상으로 하여 고상 윗부분의 액상에서는 자연대류를 고려한 열전달모델을 세우고, 고상의 하부와 관벽 사이의 액막에서는 중력과 부력 그리고 액막 내의 압력에 의한 힘간의 평형관계를 이용하여 액막 내에서의 열전도모델을 세워 이를 수치모사하여 이론적으로 해석하였다. 그리고 실제 실험에 의하여 시간에 따른 용융형태를 사진으로 기록하여 이를 분석함으로써 용융량을 구하였고 유동장을 가시화하여 이론적 결과와 비교하였다. 실험에서 얻은 전체 용융량을 상부액상과 하부액막에서 녹은 양으로 구분하여 용융이 진행됨에 따른 각 부분에서의 용융속도 변화를 알아보았다.

Heat transfer characteristics of heat storing processes in paraffin-filled horizontal circular cylinder is studied. The unmelted solid paraffin is allowed to fall on the bottom wall under gravity. In the upper liquid phase, natural convection is considered to take place while in the lower liquid film between the solid paraffin and the wall conduction is thought to take place instead. Experimental analyses are also carried out. The amount of the latent heat stored is obtained by recording the time wisely changing side area of the solid paraffin photographically. The mass of paraffin melted in the upper section is obtained by substracting the amount of melted mass in the lower section from the total mass melted and therefrom variation of heat transfer rate in each section is studied.