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윤마루솔,김선호,쉬웨이팅,심동일,송정연,허재훈,조형희 대한기계학회 2023 大韓機械學會論文集B Vol.47 No.4
With the increase in the need for cooling electronic equipment, heat pipes based on the evaporation and condensation of refrigerants are becoming more common. These devices are also used to cool military equipment, such as radars. Because of the characteristics of military equipment, heat pipes frequently need to be produced in small numbers and various forms. To predict the effect of design parameter changes in multi-product manufacture on the heat transfer performance of a flat heat pipe, a model was developed using an equivalent thermal network to represent its components. The model was implemented in Excel and verified by comparing the calculated values with experimental data. The variables used in the analysis were the thicknesses of the vapor core, metal wall, and metal wick and the wick structure. The performance index was calculated, and the thermal performance tendency was analyzed according to these variables. 전자장비 열 관리에 요구되는 냉각 용량이 점차 증가하면서 냉매의 증발-응축 순환을 이용한 히트파이프가 폭넓게 사용되고 있다. 히트 파이프는 레이더 등 군용 장비의 냉각에도 사용되는데, 군용 장비 특성상 냉각 장치인 히트 파이프에도 다품종 소량 생산이 요구된다. 다품종 생산을 위해서는 설계 변수 변화 시의 열전달 성능 예측이 요구된다. 본 연구에서는 히트 파이프의 구성 요소를 등가 열회로망으로 단순화하여 히트 파이프의 구조 변화에 따른 열전달 성능을 예측하였다. 모델 신뢰성 확보를 위해서 실험값과 계산을 비교하여 검증하고, 히트 파이프의 증기 코어 두께, 금속 벽 두께, 금속 윅 두께와 윅 구조를 변수로 하여 증발면 온도와 압력비 등 열전달 성능 지수를 계산하고 변수에 따른 변화 경향을 분석하였다.
핵융합로 증식 블랑켓 냉각 충돌제트의 유동 및 열전달 특성 연구
윤마루솔,최승영,문호규,안무영,조형희 대한기계학회 2024 大韓機械學會論文集B Vol.48 No.1
핵융합로 운전을 위한 삼중수소 공급의 핵심이 되는 부품인 증식 블랑켓은 플라즈마의 복사열과입자 충돌, 증식과 증배 작용으로 인한 내부 발열 등에 노출되며 높은 열부하를 받는다. 적절한 열설계를 위하여 냉각시스템에 높은 냉각성능을 갖는 충돌제트가 사용되고 있다. 본 연구에서는 해당 충돌제트 구조의 냉각 성능 분석을 위한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에는 ANSYS Fluent 22R2를 사용하였으며, 충돌제트 노즐과 충돌면 간 간격(H / d)을 변화시켜 열전달 효율이 높은 구조를 선정하고, 제트 홀의 유량을 Re(레이놀즈 수) 5,500 ~ 87,000까지 변화시켜 Nu 변화와 압력 강하 변화를 분석하였다. 이를 바탕으로 벽면 입사 열유속에 따른 벽 평균 온도 유지를 위한 냉각 유량을 도출하고 수치해석을 통해 이를 검증하여 적절한 냉각 유량을 공급하여 벽 온도를 유지할 수 있음을 확인하였다. Breeding blanket, a crucial component breeding tritium for the operation of a nuclear fusion reactor, is exposed to high thermal loads due to radiation from plasma, particle collisions, and heat generating reaction such as multiplying and breeding. To provide appropriate thermal design, impinging jets are employed within the cooling system. In this study, a numerical analysis was conducted to assess the cooling performance of these impinging jet structures. ANSYS Fluent 22R2 was utilized for the numerical simulations. The nozzle-to-target spacing (H / d) was varied to determine an optimal structure with efficient heat transfer, and the flow rate was varied within the range of Re 5,500 to 87,000 to analyze changes in Nusselt number and pressure drop. Based on these findings, the cooling flow rate required to maintain the appropriate wall average temperature was determined, it was confirmed that supplying the adequate cooling flow rate could maintain the wall temperature.