비응축성 기체 존재 시 수직관 외벽에서의 응축 열전달계수 상관식 개발

Abstract

본 연구에서는 비응축성 기체(공기)가 존재할 때, 10 mm의 직경을 갖는 수직 튜브 외벽에서의 응축 열전달계수를 측정하였다. 압력 2~5 bar, 공기 질량분율 10~75 %의 범위에서 실험을 수행하였다. 응축튜브 직경의 차이가 열전달계수에 미치는 영향을 평가하기 위해 측정 결과를 외경 40 mm의 응축튜브로부터 얻은 Lee의 실험 결과와 비교하였다. 본 연구의 측정결과와 Lee, 그리고 Dehbi의 실험결과를 이용하여 전열관의 직경에 의한 영향을 고려할 수 있는 실험적 상관식을 제안하였다. 제안된 상관식의 검증을 위해 Kawakubo의 실험결과와 예측값을 비교하였고, 평균 표준편차는 약 27 %로 나타났다.

In this study, condensation heat transfer coefficients are measured in the presence of noncondensable gas (i.e., air) on a vertical tube with a 10-mm outer diameter. Experiments are conducted at pressures ranging from 2 to 5 bar and an air-mass fraction from 10 to 75 %. The experimental results are compared to the heat transfer coefficients obtained on a 40-mm O.D. tube, researched by Lee et al. Using the consolidated data from this study and Lee's and Dehbi's tests, a new empirical correlation for the condensation heat transfer coefficient of an air-steam mixture is developed. The proposed correlation is assessed against Kawakubo's experimental results, and the mean standard deviation is -27 %. © 2018 The Korean Society of Mechanical Engineers.