사인 웨이브 핀과 타원관으로 구성된 핀-관 열교환기의 공기측 습표면 성능

Abstract

본 논문은 12.7mm 원관을 변형하여 만든 세장비 0.6(짧은 직경 10.0mm, 긴 직경 16.5mm)의 타원관이 적용된 사인 웨이브 핀-관 열교환기의 습표면 공기측 성능실험에 관한 것이다. 핀 핏치와 열 수를 변화시켜 총 12개의 시료에 대하여 실험을 수행하였다. 타원관에서 핀 핏치 변화에 따른 j, f 인자의 영향은 미미 하였으나, 열수에 따라서는 1row에서 j인자가 가장 낮았다 (가장 높은 2row의 81%). 하지만 원관에서는 1row에서 가장 높게 나타나는 차이점을 보였다. 이는 타원관에 적용된 사인 웨이브 채널의 유동 특성에 기인한 것으로 판단된다. 원관 열교환기와 $j/f^{1/3}$ 값을 비교한 결과 1열을 제외하고는 타원관 열교환기의 전열성능이 우수함을 알 수 있다. 즉, 타원관 열교환기의 $j/f^{1/3}$ 값이 원관의 값보다 2열에서 1.6~2.5 배, 3열에서 1.4~2.4 배, 4열에서 1.2~1.8배 크게 나타났다. 【Experiments were conducted on sine wave fin-and-tube heat exchangers having oval tubes under wet condition. Oval tubes having an aspect ratio of 0.6 were made, by deforming 12.7mm round tubes. Twelve samples, having different fin pitch and tube row, were tested. Results showed that, for oval tube samples, the effect of fin pitch on j and f factor was not significant. As for the effect of tube row, the lowest j factor was obtained for one row configuration(81% of two row configuration), which is clear contrast to round tube samples, where the highest j factor was obtained for one row configuration. Possible reasoning is provided considering the flow and heat transfer characteristics of sine wave channel combined with connecting oval tubes. Comparison of $j/f^{1/3}$ with plain fin-and-tube heat exchanger having 15.9mm O.D. round tube reveals that present oval fin-and-tube heat exchanger shows superior thermal performance except for one row configuration. In other words, $j/f^{1/3}$ of the two row oval tube heat exchanger was 1.6~2.5 times larger than those of round tube heat exchanger, 1.4~2.4 times larger for three row configuration and 1.2~2.8 times for four row configuration.】