마이크로핀관내 냉동기유가 초임계 이산화탄소의 열전달과 압력강하에 미치는 영향

Abstract

본 논문은 수평 마이크로핀관내 초임계 <TEX>$CO_2$</TEX>와 PAG 혼합물의 열전달과 압력강하 특성에 대해서 실험적으로 연구한 것이다. <TEX>$CO_2$</TEX>와 PAG 혼합물의 열전달계수는 압력이 10 MPa이고, 질량유속은 520 kg/<TEX>$m^2s$</TEX>이며, PAG 오일 농도는 0.06~2.26%에서 측정하였다. PAG 오일농도가 0.3%인 경우, <TEX>$CO_2$</TEX>와 PAG 혼합물의 열전달계수와 압력강하는 순수 <TEX>$CO_2$</TEX> 냉매의 열전달계수와 동일한 경향을 나타내었다. 그리고 PAG 질량농도가 2.26%인 경우, 초임계 온도근처에서 측정한 열전달계수는 순수 <TEX>$CO_2$</TEX>의 열전달계수 보다 약 50%정도 낮게 나타났다. 마찰압력강하는 <TEX>$60^{\circ}C$</TEX>의 <TEX>$CO_2$</TEX> 평균온도에서 순수 <TEX>$CO_2$</TEX>의 압력강하보다 약 1.6배 더 높게 나타났다. This paper presents an experimental study of heat transfer and pressure drop characteristics of supercritical carbon dioxide with PAG inside a horizontal microfin tube. Heat transfer coefficient and pressure drop gradients were measured at 10 MPa in pressure and 520 kg/<TEX>$m^2s$</TEX> in mass flux with variation of PAG mass concentration from 0.06% to 2.26%. The tendencies of both heat transfer and frictional pressure drop characteristics show the same as those of pure <TEX>$CO_2$</TEX> up to 0.3% in PAG mass concentration. In case of 2.26% in PAG mass concentration, measured heat transfer coefficients showed 50% lower than those of pure <TEX>$CO_2$</TEX> near the pseudocritical temperature and measured frictional pressure drop gradients show 1.6 times higher in comparison with those of pure <TEX>$CO_2$</TEX> at <TEX>$60^{\circ}C$</TEX> in <TEX>$CO_2$</TEX> bulk temperature.