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평판 열 교환기에 나노유체 이용에 대한 고찰

전문가 제언: ○ 최근 미국 샌디아국립연구소(Sandia National Laboratories) 연구원인 Rich Diver는 차세대 주류를 이룰 더 이용하기 쉽고 에너지 효율적인 새로운 형태의 PTC형 태양열 집열기(Parabolic Trough Solar Collector System) 고안하였고, 이 장치는 기하학적 구조가 평판을 포물선 모양으로 구부려 놓은 형태이다. PTC형 태양열 집열기는 포물선 형태로 구부러진 반사된 표면을 이용한다. 발생된 증기는 전통적인 발전소를 가동하기 위하여 이용된다.

○ 오늘날 평판열 교환기의 소형화와 에너지 효율은 관심의 초점과 논의와 연구의 대상이 되었다. 반면에 보다 좋은 대체물을 찾기 위해, 나노유체가 대체물질로 부상하였다. 나노유체의 연구결과는 장래에 촉망되고, 현저하게 큰 열 흡수와 열 수송 능력이 있다.

○ 이 분야에 대한 국내 논문은 “설비공학 분야의 최근 연구 동향: 2011년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰” 등 3편의 고찰논문이 반려되었다. 한편 해외 논문은 NDSL에서 “Heat transfer and pressure drop characteristics of CeO2/water nanofluid in plate heat exchanger(2013)” 등의 37건이 검색되었다.

○ 평판 열 교환기에 대한 국내 특허는 모두 410건이 등록 되었지만 나노유체를 고려한 특허는 검색되지 않았다. 또한, 국제특허 및 각국의 특허는 23,285건으로 상당히 많은 수가 등록되었지만, 나노유체는 고려되지 않았다.

○ 저자는 실험과 이론 논문에서 CeO2-Water, Al2O3-Water, TiO2-Water 그리고 SiO2-Water 등의 나노유체이용 결과를 고찰하였다. 특히 Tiwari 등은 PHE에서 CeO2와 Al2O3의 나노유체를 사용하여 열전달과 유체유동 특성을 연구하기 위해 컴퓨터 프로그램 ANSYS/FLUENT를 이용하였다. 국내에서도 연구가능한 분야로 생각된다.

저자: Vikas Kumar, Arun Kumar Tiwari , Subrata Kumar Ghosh
자료유형: 학술정보