R-1233zd(E) 냉매를 이용한 유하액막 증발기의 열전달 성능 측정 및 유동 가시화에 관한 실험적 연구

• Published in: 설비공학 논문집, 36(1) Vol. 36; no. 1; pp. 9 - 17
• Main Authors: 김우경(Wookyoung Kim), 김학수(Hak Soo Kim), 김정철(Jungchul Kim), 김동호(Dong Ho Kim)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한설비공학회 2024
• Subjects: 기계공학; Heat transfer coefficient(열전달계수); Flow and thermal characteristics(열유동 특성); R-1233zd(E) refrigerant(R-1233zd(E) 냉매); Falling film evaporator(유하액막 증발기)
• ISSN: 1229-6422; 2465-7611
• DOI: 10.6110/KJACR.2024.36.1.9

본 연구에서는 Low GWP 냉매 등의 개발과 함께 높은 관심을 받고 있는 유하액막식 증발기의 열전달 및 유동 특성을 분석하였다. R-1233zd(E)를 사용한 유하액막식 증발기의 성능시험을 수행하였으며 유하액막식 증발기 내로 공급되는 냉매 유량을 변화시켜 가며 유하액막식 증발 열전달계수 변화와 함께 젖음성과 관련된 유동 특성을 실험적으로 분석하였다. 해당 연구에서의 주요 결과는 다음과 같다. (1) Film Re 값이 증가함에 따라 전열관의 총괄 및 외측 열전달계수가 증가하다가 특정 Film Re 조건 이후로는 수렴하는 특성을 보인다. 하지만 상단의 전열관들의 경우 항상 충분히 젖어있어 Film Re 값에 관계없이 전열관의 총괄 및 외측 열전달계수가 일정하게 유지되는 특성을 보인다. (2) 전열관의 총괄 및 외측 열전달계수의 경우 항상 상단에 비해 하단의 전열관이 낮은 값을 가짐을 확인하였다. 유동 영상을 통해 분석한 결과 전열관이 젖어있는 면적을 평가할 수 있는 평균 wetted fraction 이 증감함에 따라 전열관의 열전달계수가 증가함을 확인하였다. 이를 바탕으로 전열관의 열전달 성능을 향상시키기 위해서는 전열관의 젖음성을 증가시키는 것이 주요할 것으로 판단된다. This study was performed to measure the thermal performance and visualize the flow behavior of a falling film evaporator using R-1233zd(E) refrigerant. The effect of film Re on the thermal performance of the evaporator was experimentally identified using photography and thermometry. The heat transfer coefficient of falling evaporation using R-1233zd(E) refrigerant on each tested tube was evaluated and compared to the flow visualization results. As the film Re of each tube increased, the heat transfer coefficient of each tube increased until a certain film Re. The flow visualization results showed that the heat transfer coefficient of each tube increased as the wetted fraction of each tube increased. The experimental data showed that the wetted fraction of a tube was a major contributor to the heat transfer coefficient of the tube KCI Citation Count: 0