행복한 지구 사람 [행복지구]

층류 (Laminar flow)부드러운 유선(smooth streamline)이 특징인 매우 정연한 유체 운동.농도차에 의한 분자 확산만 존재. 난류(Turbulent)속도의 섭동(velocity fluctuations)이 특징인 매우 불규칙적인 유체 운동. 주로 빠른 유체 속도에서 발생 난류에서 빠른 속도의 섭동(fluctuation)으로 인하여 발생하는 유체의 격렬한 혼합은 유체 입자 사이에서 열전달과 운동량전달을 증대시킨다. 이것은 표면에서 마찰력과 대류열전달률을 증가시킨다. 즉, 유동이 완전히 난류가 되면 마찰계수와 열전달계수는 모두 최대값에 이른다. 천이(Transition flow)층류에서 완전한 난류가 되는데 과정에 형성되는 구간 담배연기로 예로 층류와 난류 설명해보자.담배연기를 가만히 살펴..

너셀 수 Nusselt number 여기서 k는 유체의 열전도도, h는 대류열전달계수, Lc는 특성 길이다. 어떤 유체 층을 통과하는 대류에 의해 일어나는 열전달의 크기과 같은 유체 층을 통과하는 전도에 의해 일어나는 열전달의 크기의 비율이다. 너셀 수의 물리적인 중요성을 이해하기 위해 아래 그림과 같이 두께가 L이고 온도차가 T2-T1인 유체층을 생각하보자. 유체 층을 통한 열전달 1) 유체 이동이 없을 때 : 전도 2) 유체 이동이 있을 때 : 대류 (대류 = 유체유동이 포함된 전도) 위 두식의 비를 취하면 너셀 수이다. 어떤 유체 층을 통과하는 대류(convection)에 의해 일어나는 열전달의 크기과 같은 유체 층을 통과하는 전도(conduction)에 의해 일어나는 열전달의 크기의 비율이므로 N..

-- 핀 효율(Fin efficiency), 핀 유용도(Fin effectiveness), 표면 효율(surface efficiency) 열교환기에서 열절달량은 방열면의 표면적 증가에 따라 증가하므로 고체 표면에 Fin을 부착하여 표면적을 확장한다. 열저항이 큰쪽에 Fin을 부착하는데, 액체와 기체 중에서는 기체 쪽이 열저항이 크기 때문에 기체 쪽에 Fin을 부착한다. Fin의 유효도를 정량적으로 나타내는 지표로서 Fin 효율이 정의된다. Fin 효율 (Fin efficiency) 위 정의는 핀에 대한 핀 효율을 나타낸 것이다. 핀의 효율의 분모는 핀의 이상적(ideal) 열전달률이며, 핀의 열전도도가 무한대로 커서 핀의 온도가 벽면의 온도(T_b)와 동일하다고 설정한다. 실제 핀의 열전도도는 무한대가 ..

푸리에 수 Fourier number [각주:1] 푸리에 수는 물체의 열전도와 열저장의 상대적인 비를 나타내며, Fo라고 표기한다. 푸리에 수는 시간에 따라 온도가 변하는 과도열전도(transient heat conduction) 문제에서 물체가 얼마나 빠르게 온도가 변화해 가는지, 열적 응답성을 확인해보는 척도로 사용이 된다. 또한 푸리에 수는 비정상열전달(transient heat transfer) 계산 시, 복잡한 비정상 온도분포식을 단순화시킬 수 있는 조건인지를 판단하기 위해 주로 사용된다. 즉, 시간에 따라 시스템의 온도 변화가 있거나 열전달량이 다른 비정상열전달 문제를 풀 때, 시스템의 각 요소(element)에서 전달하는 열량이 동일하다고 보고 풀 수 있는지 판단할 때 쓰인다는 뜻이다. 예를..

비오트 수 Biot number 비오트 수는 보고자 하는 시스템에서 어떠한 열저항 혹은 물질저항을 무시해도 되는지 여부를 판단하기 위해서 사용된다. 즉, 비오트 수의 분자와 분모에 어떠한 값을 넣고 살펴볼지는 사용자에 따라 다를 수 있기 때문에, 비오트 수를 다루기에 앞서, 정의를 내리고 명확하게 밝혀야 한다. 그럼에도 비오트 수는 대류와 전도의 관계에 대해 살펴보는 경우가 많다. 여기서, h는 대류열전달계수, k는 열전도도, Lc는 특성길이(characteristic length)이다.비오트 수는 집중계(lumped system)인지 아닌지를 판별할 때 사용된다.물체 내부의 온도가 어느지점이든지 거의 균일한 물체를 집중(lump)되는 물체라고 한다. 이러한 집중계는 이상적으로 물체 내부 온도가 일정하기..

열역학(Thermodynamics) 시스템이 하나의 평형상태에서 다른 상태로 옮겨갈 때 열의 전달량을 분석하는 학문. Q는 시스템으로 유입되거나 시스템에서 유출되는 순 열전달량이다. 열전달(Heat transfer) 시스템이 하나의 평형상태에서 다른 상태로 옮겨가는 열의 전달률을 분석하는 학문. (비압축성 유체) 열전달률 = 열전달량/시간 열전달률(heat transfer rate)단위 시간당 전달되는 열의 양, 열유속(heat flux)단위 면적당 발생하는 면적 법선방향의 열전달률, 2014.04.28 작성

유용도-NTU (Effectiveness-NTU) 주어진 양의 열을 전달하는 열교환기의 유효성에 기반을 둔 방법 열교환기에서 유체들의 모든 입출구 온도들을 알고 있으면, LMTD에 의해 쉽게 해석이 가능하지만 유체의 입구온도 또는 출구온도만 알고 있으면 유용도-NTU법(Effectiveness-NTU)을 사용한다. 실제 열전달률 실제 열전달률은 고온 유체나 저온 유체의 에너지 균형으로부터 결정 최대가능 열전달률 열교환기에서 최대 온도차(maximum temperature difference)는 고온 유체와 저온 유체의 입구 온도의 차이다. 고온 유체와 저온 유체의 열용량률이 같지 않는 경우가 대다수이며, 이럴경우 열용량이 작은 값을 사용한다. 작은 열용량 C을 쓰는 이유는 작은 열용량 C의 유체가 큰 온..

공동현상 Cavitation 공동현상 (空洞現像, Cavitation, 케비테이션)은 빠른 속도로 유체가 흐르면서 유체 내부의 압력이 낮아져 포화증기가 발생하는 현상이다. 공동현상을 이해하기 위해서는 2가지를 먼저 이해해야 한다. 쉽게 물을 예를 들면, 1. 압력이 낮아질수록 물의 끓는점은 낮아진다. 높은 산에서는 낮아진 기압 때문에 물의 끓는 점도 낮아지는 것처럼 2. 유체 속도가 빨라지면 압력이 낮아진다. 베르누이 방정식을 이해한다면 쉽게 이해할 수 있다. 위에 언급한 2가지를 조합하면, 유체 속도가 빨라지면 압력이 낮아지고 물의 끓는 점은 낮아진다. 이렇게 유체가 특정 속도 이상으로 빨라지면 물이 끓어버리는 공동현상이 발생하는 것이다. 배관내 최저 압력점(주로 임펠러 끝단)에서 압력이 그 지점에서 ..

-- 유체의 정의 Definition of fluid 유체(Fluid)는 전단응력(Shear stress)이 가해지면 계속해서 변해가는 물질을 다시 말하면, 정지해 있을 때 전단응력을 감당할 수 없는 물질을 말한다. 반면 고체(Solid)는 물체가 정지해 있을 때도 전단응력을 감당할 수 있는 물질을 말한다.참고로, 고체 중에서 힘이 가해져도 형태가 전혀 바뀌지 않는 물질을 강체(rigid)라고 부른다. A fluid is defined as a substance that continually deforms (flows) under an applied shear stress regardless of the magnitude of the applied stress. Whereas a solid can res..

상당방열면적 EDR (Equivalent Direct Radiation) 표준상태에서 사용하는 방열기의 단위면적당 방열량 난방에서의 보일러 용량 표시법 중 하나 표준 방열량 표준 상태에서 증기 및 온수 방열기의 단위 면적당 발열량, 단위는 kcal/(m2*h) 증기의 표준 방열량은 650 kcal/(m2*h), 온수의 표준 방열량은 450 kcal/(m2*h) 즉, 증기의 1 EDR = 650 kcal/(m2*h), 온수의 1 EDR = 450 kcal/(m2*h) 필요 방열면적 실내온도 및 열매온도가 표준 상태와 다른 경우에는 방열랴이 변화하므로 보정이 필요 실제온도차가 감소하는 경우 필요방열면적은 증가 여기서 안전율은 10% 정도 적용한다. 2014. 04. 19 작성