A Study on the Heat Transfer Characteristics in the Composite Heat Pipe as Modeling Turbine Rotor

터어빈 회전차를 모델로하는 복합 히이트파이프의 전열특성에 대한 연구

The purpose of this research is to study the characteristics of heat transfer in composite rotary heat pipe as modeled turbine rotating by a finite element analysis and experiment. Nu number, Re number, Pr number and dimensionless condensate layer thickness by thermal input and revolutions per minute were given as analysis factors. The comparison between calculated and experimental data showed similar tendency. Therefore the analysis method may be useful to predict the performance of composite heat pipe. The resistance on heat pipe showed the best effect of heat transfer by film condensation, by decreasing film condensation, the heat transfer rate from condenser was increased rapidly. The dimensionless condensate layer thickness according to Re number at given Pr number showed constant values, the dimensionless condensate layer thickness is proportionate to the square root of inverse of revolution number per minute. In this study Nu=A$({\delta}({\omega}/v)^{-1/2}Re^B)$ is used to the convection heat transfer coefficient and A=0.963, B=0.5025 were obtained as analysis predicts.

본 연구의 목적은 터어빈 회전차를 모델로한 복합회전형 히이트파이프의 전열특성을 실험과 유한요소의 해석법에 의하여 연구한 것이다. 입열량과 회전수에 따른 Nu, Re, Pr 그리고 무차원 응축액막두께가 변수로 사용되었다. 해석과 실험치는 거의 유사한 경향으로 일치하였으며, 연구결과는 복합히이트파이프 성능예측을 하는데 도움을 주었다. 복합회전형 히이트파이프에서의 열저항은 응축액막두께가 감소함에 따라 응축부의 열전달은 급격히 증가하였고, 응축액막두께는 복합회전형 히이트파이프의 전열 특성에 가장 큰 영향을 주었다. 주어진 Pr에서 Re가 변화함에 따라 무차원 응축액막두께가 일정한값으로 나타났고,무차원 응축액막두께는 회전수의 역수의 제곱근에 비례하였다. 본 연구의 해석적 방법에 의해서 Nu=A$({\delta}({\omega}/v)^{-1/2}Re^B)$라는 식을 구했고, 이때 A=0.963, B=0.5025의 값을 얻었다.