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인공적인 표면 거칠기가 있는 태양열 공기히터 성능에 대한 고찰

전문가 제언: ○ 에너지의 변환, 이용 그리고 회수는 열교환 과정을 반드시 포함하고, 더욱 효과적인 열교환기를 설계하기 위하여 그 과정을 중요하게 고려한다. 다른 형태들, 모양들 그리고 크기들에서 인공적인 거칠기의 사용은 태양열 공기 히터의 성능을 향상시키는 가장 일반적이고 효과적인 방법이다.

○ 태양열 공기 히터에서 열전달과 마찰에 대한 다른 거칠기 요소 형태들의 효과를 결정하기 위하여 몇 가지 연구들이 수행되었다. 이 연구는 성능 향상을 위하여 태양열 공기 히터에 사용된 여러 가지 거칠기 요소 형태들을 고찰하였다. 열전달과 마찰계수를 기초로 거칠기가 있는 태양열 공기가열기의 열역학적 성능을 비교하였다.

○ 전열공학에서 Nusselt 수를 증가시키기 위하여 핀을 만들거나 튜브에 홈을 만들고, 그 핀들의 수나 홈의 형상에 따라 열전달 계수를 측정하였다. 다른 방법으로는 유체에 진동을 주거나 정전기장(electrostatic field) 혹은 선회유동을 발생하여 열전달을 촉진시켰다. 본 논문은 전자의 경우를 태양열 공기 히터에 적용한 예이다.

○ 유체역학에서 기본적인 u+ 혹은 y+ 및 층류 저층을 논하고 있다. 그리고 수치해석 및 가시화 기법을 소개하는 것은 흥미로운 분야이다. 또한 전산유체역학의 결과를 Dittus-Boelter의 매끈한 닥트의 실험 결과와 비교하는 예는 기본적인 이론과 실험의 연구방법으로 생각된다.

○ 국내의 이 분야 연구로는 태양열을 이용한 제습/냉난방 시스템(2010), 태양열 이용 buffle 축열 탱크를 갖는 온수난방 시스템의 열성능 해석(2009), 지중 공기열 이용 시스템(2009), 고온태양열 공기식 흡수기 등의 열전달(2008) 등이 있다. 본 논문과 같이 태양열 히터에서 핀의 형상이나 홈의 모양에 따라 세부적으로 연구한 예는 드물다. 이 분야의 설계자나 제작자에게 많은 도움이 될 것으로 생각된다.

저자: Vishavjeet Singh Hans, R. P. Saini, J. S. Saini
자료유형: 학술정보