Heat Transfer Characteristics of Water Jet Impinging on Oblique Surface

경사면(傾斜面)에 충돌(衝突) 하는 수분류(水噴流)의 열전달(熱傳達) 특성(特性)에 관(關)한 연구(硏究)

The purpose of this research is to investigate the characteristics of heat transfer in the downward axisymmetric free water jet system impinged on a flat oblique plate which has the uniform heat flux. Experimental conditions considered were Reynolds number, distance between nozzle and Bat plate, inclination angle of heater surface and nozzle exit velocity. Local Nusselt number was subjected to the influence of Re number, Pr number, oblique angle of heating surface and local position of flat plate. In the wall region of downward surface, The secondary peak point of heat transfer appeared at the local point of X/D=-8 from the stagnation point. The stagnation heat transfer rate of this experimental study augments 2.4 times than that of laminar theorical solution. The stagnation nusselt number is function of Reynolds number, nozzle-plate spacing Prandtl number and oblique angle of impinging plate.

하향(下向)의 축대칭자유분류(軸對稱自由噴流)가 등열유속(等熱流束) 조건(條件)의 경사전열면(傾斜傳熱面)에 충돌(衝突)하는 축대칭(軸對稱) 충돌수분류계(衝突水噴流系)를 구성(構成)하였다. 실험변수(實驗變數)로는 노즐-전열면간 거리(距離), 레이놀즈수, 무차원경사각(無次元傾斜角)으로 하였으며, 노즐-전열면간 거리의 범위는 $1.5{\sim}10.5$, 레이놀즈수의 범위(範圍)는 $1{\times}10^4{\sim}4{\times}10^4$, 무차원 경사각의 범위는 0.5, 0.67, 0.83, 1.00으로 하였다. 이와같은 실험적(實驗的) 연구(硏究)에서 국소누셀트수는 $Re^{0.7}$에 비례(比例)하여 증가(增加)되었으며 또한 정체점(停滯點)으로부터 국소거리(局所距離)가 8배(培)되는 하향구배전열면(下向句配傳熱面)의 국소위치(局所位置)에 제2(第)의 극대(極大) 열전달(熱傳達) 현상(現像)이 나타났다. 국소누셀트수는 분류속도가 저속(低速)의 경우 전열면(傳熱面)의 경사각의 영향이 작게 나타나고 있으나, 고속영역(高速領域)이 됨에 따라 경사각의 영향이 증가(增加)되었으며, 특히 국소위치의 $X/D{\leq}4$는 벽면분류영역(壁面噴流領域)에서 경사각에 대한 영향이 명확(明確)하게 나타나고 있다. 정체점열전달(停滯點熱傳達)은 분류속도(噴流速度)와 노즐-전열면간 거리에 비례(比例)해서 증가(增加)되며 층류이론해(層流理論解)에 비(比)하여 최소(最少) 2.4배(培) 이상 높은 열전달효과(熱傳達效果)를 나타내었으며, 정체점(停滯點)누셀트수는 레이놀즈수, 프란틀수, 노즐-전열면간 거리 그리고 무차원(無次元) 경사각(傾斜角)을 포함(包含)하는 무차원(無次元) 실험식(實驗式)으로 나타내었다.