물성치의 변화를 고려한 균일유동 중에 있는 원형 실린더 주위의 층류 열전달

Effects of Variable Properties on the Laminar Heat Transfer around a Circular Cylinder in a Uniform Flow

본 연구에서는 Re수가 40이하의 정상 층류유동에서 온도가 실린더와 자유유동 사이의 열전달계수에 미치는 영향을 수치해석적으로 연구하였다. 유체의 온도 Ta를 200~900K, 실린더의 온도Tw를 300~900K의 범위에서 Tm/Ta를 0.67~2.75까지 변화시 키며 계산을 수행하였다. 수치계산 결과를 분석하여 실험적으로 관찰하기 어려운 불성치의 변화가 열전달에 미치는 영향을 검토하고, 아울러 실린더가 자유유동에 의해서 냉각되는 경우 뿐만 아니라 가열되는 경우의 연구도 병행하였고, 두가지 경우 에 모두 적용할 수 있는 열전달관계식을 구하였다. 본 연구에서는 Gr/$Re^2$=0 이고 복사에 의한 열전달량은 강제대류에 의한 열전달량의 1%이하이므로 자연대류 및 복사열 전달의 효과는 무시하였다.

Many researches were carried out to estimate heat transfer rate on a circular cylinder in a uniform flow. Various empirical correlations were suggested in the past through expermental studies, however there are considerable discrepancies in the estimated values of heat transfer coefficient. Effects of variable properties of fluid on the heat transfer between a circular cylinder and the external uniform flow were numerically investigated in the present study. The flow and temperature fields were solved using a finite volume method for the uniform flow temperature of 200-900K and the wall temperature of 300-900K. The cold as well as the hot cylinders in the uniform flow of constant temperature were investigated. A unified correlation was obtained for the both cases.