바운더리 레이어란 무엇인가요?

열교환기를 다루는 대부분의 사람들은 경계 층의 개념을 알고 있습니다.간단히 말해, 경계층은 유체와 고체 경계면의 경계에서 형성되는 얇은 층입니다. 유체가 채널을 통과하거나 표면 위로 흐를 때마다 발생합니다. 이 얇은 층에서 유체 속도는 벽 표면에서 0(미끄럼 방지 조건이라고 함)에서 벽에서 일정 거리 떨어진 자유 유속으로 변화합니다.

두꺼운 경계층은 열 전달을 방해하기 때문에 열교환기 성능에 부정적인 영향을 미칩니다. 담요라고 생각하면 담요가 두꺼울수록 단열 효과가 높아집니다. 열교환기의 주요 목적은 '고체 표면으로 분리된 유체 사이의 열을 전달하는 것'이므로 이는 열교환기에 적합하지 않습니다.

일반적으로 두 가지 주요 유형의 경계 레이어가 있습니다:

  1. 층류 경계 레이어:

    층류 경계층에서 유체는 평행한 유선형으로 부드럽고 질서정연하게 움직입니다. 흐름은 최소한의 혼합으로 층을 유지하며 열 전달이 잘 이루어지지 않습니다. 층류 경계층은 유속이 낮고 점성이 있는 유체에서 더 일반적입니다.

  2. 난류 경계 레이어:

    난류 경계층에서는 유체 입자의 소용돌이와 혼합으로 유체 흐름이 혼란스러워집니다. 이러한 혼란스러운 움직임은 열 전달을 향상시키고 경계층의 두께를 줄일 수 있습니다. 난류 경계층은 열교환기 및 기타 엔지니어링 응용 분야에서 더 효율적인 열 전달을 제공하기 때문에 종종 선호됩니다.

경계층의 두께와 층류에서 난류로의 전환은 유체 특성, 표면 거칠기, 유속 등의 요인에 따라 달라집니다.

난류란 무엇인가요?

난류는 유체 입자의 혼란스럽고 불규칙하며 무작위적인 움직임이 특징인 유체 흐름의 한 유형입니다. 난류에서는 유체가 무질서하게 움직이며 속도, 압력 및 기타 흐름 매개변수가 크기와 방향 모두에서 급격하게 변동합니다. 이러한 혼란스러운 동작은 유체에 와류, 소용돌이, 소용돌이를 만들어 혼합과 열 및 질량 전달을 증가시킵니다.

난류의 몇 가지 주요 특징은 다음과 같습니다:

  1. 랜덤 모션:

    유체 입자가 매끄럽고 평행한 층으로 이동하는 층류와 달리 난류는 무작위적이고 불규칙한 움직임을 보입니다. 난류의 유체 입자는 다양한 속도와 방향을 나타냅니다.

  2. 와류와 소용돌이:

    난류는 다양한 크기의 와류와 소용돌이가 형성되는 것이 특징입니다. 이러한 구조는 혼합 및 전송 속성을 향상시키는 역할을 합니다.

  3. 열 및 질량 전달 증가:

    난류는 층류에 비해 열과 질량 전달에 더 효과적입니다. 유체 입자의 혼란스러운 움직임은 유체 내에서 다양한 구성 요소의 혼합을 촉진합니다.

  4. 더 높은 드래그:

    난류는 일반적으로 층류에 비해 항력이나 저항이 더 높습니다. 이는 유체의 혼란스러운 움직임을 유지하는 데 필요한 에너지가 증가하기 때문입니다.

 

Conflux 열교환기는 경계층 및 난류를 어떻게 처리하나요?

난류는 일반적으로 열교환기 설계에서 위에서 언급한 바와 같이 열 전달 성능을 높이기 위해 선호됩니다. 일반적으로 더 높은 압력 강하와 관련이 있지만, 이러한 불이익은 열 전달 성능 향상으로 인해 정당화되는 경우가 많습니다. 난류의 소용돌이 및 확산 특성은 열 전달을 향상시킵니다. 난류에 의해 유도된 혼합은 열교환기 코어 표면의 경계층 성장을 방해할 수도 있습니다. 그러나 난류는 종종 더 높은 압력 강하와 관련이 있습니다.

특허받은 복잡한 형상과 적층 제조를 활용하여 적층 제조 열교환기의 효율을 높였습니다. 당사의 내부 지오메트리는 난류를 촉진하여 열교환기 코어 내 경계층의 두께를 줄이는 데 도움이 됩니다.

앞서 언급했듯이 경계층의 크기를 줄이고 난류를 촉진하면 열교환기의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 이는 다음을 통해 달성할 수 있습니다:

  1. 유체 속도 향상

    코어를 통과하는 유체 흐름의 속도를 높이는 것은 열 전달을 증가시키는 효과적인 방법입니다. 그러나 열 전달 이득과 압력 강하 페널티 사이의 적절한 균형을 고려해야 합니다. 촘촘한 핀과 멀티패스 구성으로 코어를 통과하는 유체 속도를 높일 수 있습니다.

  2. 믹싱 향상 기능

    터뷸레이터, 배플, 주름과 같은 기능을 추가하면 열 전달을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

Conflux Technology는 높은 열 전달과 최소 압력 강하로 우수한 열교환기를 생산해 왔습니다. 이는 특허받은 복잡한 형상, 광범위한 파라미터 최적화, 적층 제조 공정과 그 고유의 표면 거칠기를 활용하여 실현됩니다.