KR101818178B1

KR101818178B1 - Micro cooling system using the impinging jet array

Info

Publication number: KR101818178B1
Application number: KR1020160024653A
Authority: KR
Inventors: 김광용; 김선민
Original assignee: 인하대학교 산학협력단
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2018-02-22
Anticipated expiration: 2036-02-29
Also published as: KR20170102136A

Abstract

충돌 제트 배열을 이용한 냉각 시스템이 개시된다. 상기 충돌 제트 배열을 이용한 냉각 시스템은, 판; 일정 간격으로 이격되어 배치되는 복수의 충돌 제트; 상기의 복수의 충돌 제트와 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 유출 홀; 및 상기 충돌 제트와 유출 홀 사이의 공간을 감소하여 유체영역에 사각형 형상으로 함지되는 함지부를 포함한다. A cooling system using an impingement jet arrangement is disclosed. The cooling system using the impingement jet arrangement comprises: a plate; A plurality of impinging jets spaced apart at regular intervals; A plurality of outflow holes spaced apart from the plurality of impinging jets; And a concave portion which is formed in a rectangular shape in the fluid region by reducing a space between the impinging jet and the outflow hole.

Description

[0001] The present invention relates to an impinging jet array

본 발명은 공동 영역 감소 방식의 충돌 제트 배열 냉각 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an impinging jet array cooling system of a common area reduction scheme.

충돌 제트는 고온/고발열의 기계 및 전자 부품에 냉각 유체를 분사함으로써 국소적으로 높은 냉각효과를 얻을 수 있는 냉각기술중의 하나이다.
An impinging jet is one of the cooling techniques that can obtain a locally high cooling effect by injecting a cooling fluid to high temperature / high heat machine and electronic parts.

실제 응용에 있어서는 넓은 면적에 여러 개의 충돌 제트를 함께 사용한다. 이를 충돌제트배열(Arrays of impinging jets)라고 한다. 충돌 제트는 국소적으로 높은 열전달 및 물질 전달 효과를 가진다. 이러한 이점 때문에 여러 분야에서 많이 이용 되고 있다.
In practical applications, multiple impact jets are used together on a large area. This is called the Arrays of impinging jets. Impinging jets have locally high heat transfer and mass transfer effects. Because of this advantage, it is widely used in many fields.

따라서, 충돌 제트는 가열, 냉각, 그리고 제습 등을 위해 다양한 산업 현장에서 사용되어 왔다. 응용분야로 플라즈마 냉각, 가스터빈 블레이드 냉각, 항공기의 제빙, 금속이나 유리의 경도 조절, 마이크로 전자기기의 냉각, 그리고 직물이나 종이의 냉각 등의 여러 가지 분야들을 예로 들 수 있다.
Thus, impinging jets have been used in a variety of industrial applications for heating, cooling, and dehumidification. Applications include plasma cooling, gas turbine blade cooling, aircraft deicing, metal or glass hardness control, microelectronic cooling, and paper or paper cooling.

특히, 충돌 제트는 높은 열전달율로 인해 화력이 매우 높은 곳에 사용된다.
In particular, impinging jets are used where there is a high firepower due to high heat transfer rates.

예를 들어, 가스터빈 기관의 효율을 높이기 위해서는 터빈 입구 온도를 높이는 것이 필수적인데, 이는 재질에 의해 제한 받게 되고 이 때문에 효과적인 냉각 방법의 필요성이 대두 되었고 충돌 제트 냉각이 사용되었다.
For example, to increase the efficiency of a gas turbine engine, it is essential to increase the turbine inlet temperature, which is limited by the material, which has led to the need for effective cooling and impingement jet cooling.

제철 산업의 경우에도 제선, 제강, 연속 주조, 압연 등의 공정에서 고온의 쇳물이나 강괴를 다루게 되므로 접촉 요소의 수명 연장 및 사용 냉각수의 저감을 위하여 효과적인 냉각이 필요하였고,때문에 충돌 제트 냉각이 사용되었다.
In the steel industry, effective cooling is required to extend the service life of the contact elements and to reduce the amount of coolant used, because impulse or steel ingot of high temperature is treated in the processes of steelmaking, steelmaking, continuous casting and rolling. .

충돌제트를 이용한 냉각시스템에 관한 많은 연구가 있어 왔고, 사용된 유체를 제거하는 방법에 관한 연구도 몇몇 제기되었지만, 효율적으로 충돌제트를 사용하는 새로운 구조의 냉각시스템에 관한 연구는 전무한 실정이다.
There have been many studies on the cooling system using the impinging jet, and some studies on the method of removing the used fluid have been made, but there is no research on the cooling system of the new structure using the impinging jet efficiently.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공동 영역 감소 방식을 사용하여 충돌 제트 배열냉각 시스템의 성능을 극대화시키는 공동 영역 감소 방식의 충돌 제트 배열 냉각 시스템을 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a collision jet array cooling system in a cavity reduction system that maximizes the performance of an impingement jet array cooling system using a common area reduction scheme.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 복수의 충돌 제트와 복수의 유출 홀을 이용한 충돌 제트 냉각 시스템에 공동 영역 감소 방식을 사용하여 열전달 성능과 압력 강하를 개선하는 공동 영역 감소 방식의 충돌 제트 배열 냉각 시스템을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a collision jet cooling system using a plurality of impingement jets and a plurality of outflow holes and a collision jet arrangement of a cavity reduction system for improving heat transfer performance and pressure drop Cooling system.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 충돌 제트 배열을 이용한 냉각 시스템은, 가열된 영역을 포함하는 판; 상기 판 상에 반복되어 함지되는 함지부; 및 상기 함지부 이외에 영역에 일정 간격으로 이격되어 배치되는 복수의 충돌 제트를 포함한다.
In order to achieve the above object, a cooling system using an impingement jet arrangement according to the present invention comprises: a plate including a heated region; A concave portion repeatedly attached to the plate; And a plurality of impinging jets spaced apart from each other at regular intervals in the region other than the concave portions.

상기 충돌 제트는, 상기 판의 중심에 배치되는 제1충돌 제트; 상기 제1충돌 제트의 상하에 일정간격으로 배치되는 제2 및 제3충돌 제트; 상기 제1충돌 제트의 좌우에 일정간격으로 배치되는 제4및 제5충돌 제트; 및 상기 제2및 제3충돌 제트의 좌우에 일정 간격으로 배치되는 제6 내지 제9 충돌제트를 포함할 수 있다.
The impinging jet comprising: a first impingement jet disposed at the center of the plate; Second and third impingement jets disposed above and below the first impingement jet at regular intervals; Fourth and fifth impingement jets disposed at left and right sides of the first impinging jet at regular intervals; And sixth to ninth impingement jets disposed at left and right sides of the second and third impact jets at regular intervals.

상기 유출 홀은, 상기 제1충돌제트와 제6 내지 제9 충돌 제트를 각각 연결하여 형성되는 대각선의 중심에 배치될 수 있다.
The outflow hole may be disposed at the center of a diagonal line formed by connecting the first impingement jet and the sixth through ninth impinging jet, respectively.

본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 제트 배열을 이용한 마이크로 냉각 시스템에 의하면, 열전달을 강화시킬 수 있고, 압력 저하를 감소시킬 수 있다.
The micro cooling system using the impingement jet arrangement according to one embodiment of the present invention can enhance heat transfer and reduce pressure drop.

도1a는 종래의 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템이다.
도1b는본 발명의 일 실시예에 따른 함지부를 구비한 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템이다.
도1c는 종래의 유출 홀을 구비한 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템이다.
도1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유출 홀 및 함지부를 구비한 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템이다.
도2는 본 발명에 따른 함지부를 나타내기 위한 사시도 이다.
도3은 본 발명에 따른 유출 홀 및 함지부를 구비한 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템 전체 영역의 1/4을 나타내는 도면이다.
도4a 내지 4d는 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 누셀트 수 등분포선을 나타내는 도면이다.
도5은 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 면적 평균 누셀트 수를 나타내는 그래프이다.
도 6는 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 최대 온도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 압력강하를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 레이놀즈 수에 따른 면적 평균 누셀트수를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 레이놀즈 수에 따른 최대 온도를 나타내는 그래프이다.
도 10는 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 레이놀즈 수에 따른 압력강하를 나타내는 그래프이다. 1A is a cooling system including a conventional impingement jet arrangement.
1B is a cooling system comprising an impingement jet arrangement with a caption according to one embodiment of the invention.
1C is a cooling system including an impingement jet arrangement with conventional outlet holes.
FIG. 1D is a cooling system including an impingement jet arrangement with outlet holes and compartments in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a coupling portion according to the present invention. FIG.
Figure 3 is a diagram showing a quarter of the total area of the cooling system including an impingement jet arrangement with outlet holes and compartments according to the present invention.
Figs. 4a to 4d are diagrams showing the Nusselt number dividing line for the cooling system configuration of Figs. 1a to 1d. Fig.
5 is a graph showing the area average Nucels number for the cooling system configuration of FIGS. 1A-1D.
FIG. 6 is a graph showing the maximum temperature for the cooling system configuration of FIGS. 1A-1D. FIG.
7 is a graph depicting the pressure drop over the cooling system configuration of FIGS. 1A-1D.
FIG. 8 is a graph showing the area average Nusselt numbers according to the Reynolds number for the cooling system configuration of FIGS. 1A to 1D. FIG.
FIG. 9 is a graph showing the maximum temperature according to the Reynolds number for the cooling system configuration of FIGS. 1A-1D. FIG.
10 is a graph showing the pressure drop according to the Reynolds number for the cooling system configuration of FIGS. 1A-1D.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명할 수 있다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당 업자에게 자명 하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather obvious or understandable to one skilled in the art.

도 1a 내지 도1d는 충돌 제트 배열을 갖는 냉각 시스템의 4가지 다른 구성을 나타내는 도면이다.
1A-1D show four different configurations of a cooling system with an impinging jet arrangement.

도1a는 종래의 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템이고, 도1c는 종래의 유출 홀을 구비한 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템이고, 도1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 함지부를 구비한 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템이며, 도1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유출 홀 및 함지부를 구비한 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템이다.
FIG. 1A is a cooling system including a conventional impingement jet arrangement, FIG. 1C is a cooling system including an impinging jet arrangement with a conventional exit hole, FIG. 1D is a cooling system including an impingement jet arrangement with an exit hole and a compartment according to an embodiment of the present invention.

도 1b 및 도1d를 참조하면, 냉각 시스템은 판, 충돌제트(20) 및 함지부(10)을 포함할 수 있다. 또한, 마이크로 냉각 시스템은 복수의 유출 홀(40)을 더 포함할 수 있다. 마이크로 냉각 시스템일 이루는 각각의 구성요소에 대해 하기 보다 상세히 설명한다. 냉각 시스템은 공동 영역 감소 방식의 충돌 제트 배열 냉각 시스템으로서, 이와 같은 시스템은, 냉각 유체가 충돌 후 순환하게 되는 영역을 감소시킬 수 있다.
1B and 1D, the cooling system may include a plate, an impinging jet 20, and a compartment 10. In addition, the micro-cooling system may further include a plurality of outflow holes 40. The respective components of the micro cooling system will be described in more detail below. The cooling system is an impinging jet arrangement cooling system in a cavity reduction manner, such a system can reduce the area in which the cooling fluid is circulated after impact.

우선, 판은 일반적으로 사각형의 형태로 형성되나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게, 판의 형태는 정사각형일 수 있다.
First, the plate is generally formed in a rectangular shape, but is not limited thereto. Preferably, the shape of the plate may be square.

또한, 여기서 판은 가열된 표면을 의미하며, 가열된 표면이면 어느 곳이든 판으로써의 역할을 할 수 있다.
Here, the plate means a heated surface, and any surface heated can serve as a plate.

다음, 함지부(10)는 판 상에 반복되어 함지될 수 있다. 또한, 함지부(10)는 사각형 형상으로 함지될 수 있으나, 이제 한정되는 것은 아니다. Next, the holding portion 10 can be repeatedly mounted on the plate. Also, the holding portion 10 may be formed in a rectangular shape, but is not limited thereto.

또한, 판 상이 반복되어 함지됨에 따라, 함지되지 않은 함지부 이외의 영역(30)이 발생한다.
Further, as the plate is repeatedly loaded, the region 30 other than the unconsolidated portion is generated.

본 발명에서, 함지부(10)가 감소됨으로써, 열전달을 강화시키고, 압력을 저하시키는 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 냉각 유체가 충돌 후 순환하게 되는 영역을 감소시킬 수 있다.
In the present invention, by reducing the holding portion 10, it is possible to enhance the performance of enhancing the heat transfer and lowering the pressure. It is also possible to reduce the area in which the cooling fluid circulates after impact.

다음, 충돌제트(20)는 판상에 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 충돌제트(20)는 함지부 이외의 영역에 일정간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 충돌 제트(20)는 복수개일 수 있다. 보다 상세하게, 충돌 제트(20)의 개수는 9개인 것이 바람직하나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 충돌 제트(20)는 기둥 형태로 연결되는 것이 바람직하나, 이에 제한되지는 않는다.
Next, the impinging jets 20 can be disposed on the plate at regular intervals. The impinging jets 20 may be disposed apart from each other at regular intervals. The impinging jet 20 may be plural. More specifically, although the number of the impinging jet 20 is preferably nine, it is not limited thereto. Also, the impinging jet 20 is preferably connected in the form of a column, but is not limited thereto.

또한, 충돌제트(20)는 다양한 배열의 형태를 가질 수 있다.
In addition, the impinging jet 20 may have a variety of configurations.

구체적으로 예를 들면, 충돌제트(20)는 판의 중심에 배치되는 제1충돌제트, 제1충돌 제트의 상하에 일정간격으로 배치되는 제2 및 제3충돌 제트, 제1충돌 제트의 좌우에 일정간격으로 배치되는 제4및 제5충돌 제트 및 제 2및 제3충돌 제트의 좌우에 일정 간격으로 배치되는 제6 내지 제9 충돌제트를 포함할 수 있다.
Specifically, for example, the impinging jet 20 includes a first impinging jet disposed at the center of the plate, second and third impinging jets disposed at regular intervals above and below the first impinging jet, Fourth and fifth impingement jets disposed at regular intervals, and sixth through ninth impingement jets disposed at left and right sides of the second and third impingement jets at regular intervals.

이 때, 충돌 제트(20)의 직경은 0.001mm 내지 10mm일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 바람직하게, 충돌 제트(20)의 직경은 0.05mm일 수 있다.
At this time, the diameter of the impinging jet 20 may be 0.001 mm to 10 mm, but is not limited thereto. Also, preferably, the diameter of the impinging jet 20 may be 0.05 mm.

또한, 복수의 충돌 제트(20) 사이의 피치는 1mm 내지 100mm 일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 바람직하게, 복수의 충돌 제트(20) 사이의 피치는 2mm일 수 있다.
In addition, the pitch between the plurality of impinging jets 20 may be 1 mm to 100 mm, but is not limited thereto. Also, preferably, the pitch between the plurality of impinging jets 20 may be 2 mm.

다음, 유출 홀(40)은 복수의 충돌 제트(20)와 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한 유출 홀(40)은 복수 개일 수 있다. 보다 상세하게, 유출 홀(40)은 4개인 것이 바람직하나, 이에 한정하지는 않는다.
Next, the outlet holes 40 may be spaced apart from the plurality of impinging jets 20 at regular intervals. The outflow holes 40 may be plural. More specifically, the number of the outlet holes 40 is preferably four, but is not limited thereto.

또한, 유출 홀(40)이 배열되는 형태는 다양할 수 있다.
Further, the shape in which the outflow holes 40 are arranged may vary.

구체적으로 예를 들어 유출 홀(40)의 배열을 설명하면, 유출 홀(40)은 제1충돌제트와 제6 내지 제9충돌제트를 각각 연결하여 형성되는 대각선의 중심에 배치될 수 있다.
More specifically, for example, when the arrangement of the outlet holes 40 is described, the outlet holes 40 may be disposed at the center of the diagonal line formed by connecting the first and sixth to ninth impingement jets, respectively.

이 때, 유출 홀(40)의 직경은 0.001mm 내지 10mm 일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 바람직하게, 유출 홀(40)의 직경은 0.075mm일 수 있다.
In this case, the diameter of the outflow hole 40 may be 0.001 mm to 10 mm, but is not limited thereto. Further, preferably, the diameter of the outlet hole 40 may be 0.075 mm.

또한, 복수의 유출 홀(40) 사이 피치는 1 mm 내지 100mm일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 바람직하게, 복수의 유출 홀(40) 사이 피치는 2mm일 수 있다.
In addition, the pitch between the plurality of outflow holes 40 may be 1 mm to 100 mm, but is not limited thereto. Also, preferably, the pitch between the plurality of outflow holes 40 may be 2 mm.

도2는 함지부를 나타내기 위한 사시도이고, 도3은 유출 홀 및 함지부를 구비한 충돌제트배열을 포함하는 냉각 시스템 전체 영역의 1/4을 나타내는 도면이다. Fig. 2 is a perspective view for showing the cessation part, and Fig. 3 is a view showing a quarter of the entire area of the cooling system including the impingement jet arrangement with the outlet hole and the cessation part.

도 2 및 도3을 참조하면, 냉각 유체는 충돌제트(20)를 통해 시스템에 들어오고 충돌면에 충돌하게 된다. 충돌 후 냉각 유체는 유출 홀이나 수평 출구를 통해 시스템을 나가게 된다.
Referring to Figures 2 and 3, the cooling fluid enters the system through the impinging jet 20 and impinges on the impact surface. After impact, the cooling fluid exits the system through the outlet hole or horizontal outlet.

또한, 도3을 참조하면, 전체 영역에서 대칭 조건을 사용하여 1/4만을 계산 영역으로 취한 형상이다. 왼쪽면과 아랫면은 대칭면이고, 오른쪽면과 윗면은 냉각 유체의 출구면일 수 있다.
Referring to FIG. 3, only a quarter of the total area is taken as a calculation area by using a symmetry condition. The left and bottom surfaces are symmetrical, and the right and top surfaces can be the exit surface of the cooling fluid.

도4a 내지 도 4d는 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 누셀트 수 등분포선을 나타내는 도면이다.
Figs. 4A-4D are diagrams showing Nucel's number equalization lines for the cooling system configurations of Figs. 1A-1D.

도4a 내지 도4d을 참조하면, 유출 홀의 존재는 누셀트 수 분포에 대하여 거의 영향을 끼치지 않는다.
Referring to Figures 4A-4D, the presence of the exit holes has little effect on the Nuclet's water distribution.

도5 은 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 면적 평균 누셀트 수를 나타내는 그래프이다.
5 is a graph showing the area average Nucels number for the cooling system configuration of FIGS. 1A-1D.

도5을 참조하면, 유출 홀은 함지부가 없는 경우에는 1.156까지 누셀트 수를 감소시키나 (즉, 0.17% 감소), 함지부가 있는 경우에는 1.227 (즉, 0.73% 향상)까지 누셀트 수를 증가시킨다. 그러므로, 유출 홀은 함지부를 갖는 시스템에서 다소 효과적이다. 이는, 자연적으로 유출 홀을 통하여 배출되는 유량이 충돌 제트 홀을 통한 유량에 비교하여 매우 작기 때문이다.
5, the outlet hole reduces the number of nucels (i.e., by 0.17%) to 1.156 in the absence of the compartment, but increases the number of nucels to 1.227 (i.e., by 0.73% . Therefore, the outflow hole is somewhat effective in systems with recessed portions. This is because the flow rate naturally discharged through the outlet hole is very small compared to the flow rate through the impinging jet hole.

함지부가 없는 경우, 충돌 제트 홀을 통해 냉각 시스템으로 들어오는 전체 유량은5.498×10^-5kg/s인 반면, 유출 홀을 통해 시스템으로부터 유출되는 전체 유량은 산출영역에서 2.469×10^-7kg/s이었다.
In the absence of compartments, the total flow into the cooling system through the impinging jet hole is 5.498 × 10 ^-5 kg / s, while the total flow out of the system through the outlet holes is 2.469 × 10 ^-7 kg / s.

한편, 함지부 구조는 열전달 성능을 상당히 향상시킨다(함지부를 구비하면서, 유출 홀이 없는 시스템에서의 누셀트 수는 5.18% 향상되고, 함지부를 구비하면서, 유출 홀을 갖는 시스템에서의 누셀트 수는 6.14% 향상됨).
On the other hand, the cage structure significantly improves the heat transfer performance (the number of nucels in the system without the outlet holes is improved by 5.18% with the cage portion, Number increased 6.14%).

유출 홀 및 함지부를 갖는 충돌 제트 배열은 가장 높은 면적 평균 누셀트 수를 나타낸다.
The impinging jet arrangement with outlet holes and compartments exhibits the highest area average nucel number.

도 6는 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 최대온도를 나타내는 그래프이다.
FIG. 6 is a graph showing the maximum temperature for the cooling system configuration of FIGS. 1A-1D. FIG.

도 6를 참조하면, 유출 홀이 최대 온도에 미치는 영향력은 함지부의 유무와 관련 없이 미비하다. 이에 반해, 함지부를 구비한 경우, 최대 온도를 크게 낮춘다(함지부를 구비하면서, 유출 홀이 있는 경우에는 1.5K를 낮추고, 함지부를 구비하면서, 유출 홀이 없는 경우에는 1.4K를 낮춤).
Referring to FIG. 6, the influence of the outflow hole on the maximum temperature is negligible regardless of the presence or absence of the recess. On the other hand, in the case of having a compartment portion, the maximum temperature is greatly lowered (with the compartment portion being lowered by 1.5 K when the outlet hole is provided and 1.4 K when the outlet hole is not provided, .

도 7은 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템 구성에 대한 압력강하를 나타내는 그래프이다.
7 is a graph depicting the pressure drop over the cooling system configuration of FIGS. 1A-1D.

도 7을 참조하면, 함지부가 있는 경우와 없는 경우 둘 다에서, 유출 홀은 압력 강하를 상당히 증가시킨다(3 내지 5%).
Referring to Fig. 7, in both with and without compartments, the outlet holes significantly increase the pressure drop (3 to 5%).

한편, 함지부는 유출 홀이 있는 경우와 없는 경우의 시스템에서 각각 6.79% 및 5.44%까지 압력 강하 값을 감소시킨다. 그러므로, 함지부를 구비한 충돌 제트 배열이 가장 낮은 압력 강하를 나타낸다.
On the other hand, the compartment reduces the pressure drop to 6.79% and 5.44% in the system with and without the outlet hole, respectively. Therefore, the impingement jet arrangement with the recesses exhibits the lowest pressure drop.

도 8은 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템에 대한 레이놀즈 수에 따른 면적 평균 누셀트수를 나타내는 그래프이다.
FIG. 8 is a graph showing the area average number of nussellites according to the Reynolds number for the cooling system of FIGS. 1A to 1D. FIG.

도8을 참조하면, 누셀트 수는 레이놀즈 수에 거의 비례한다. 함지부는 열전달 성능을 향상시킨다. 가장 낮은 레이놀즈수(=100)를 제외하고, 레이놀즈 수의 범위를 전체에 걸쳐, 균일하게 열전달 성능을 향상시킨다. Referring to Fig. 8, the Nusselt number is approximately proportional to the Reynolds number. The housing part improves the heat transfer performance. The heat transfer performance is uniformly improved over the entire Reynolds number range except for the lowest Reynolds number (= 100).

상기 누셀트 수는 유체와 고체 표면 사이에서 열을 주고받은 비율을 나타내는 수로써, 누셀트 수가 클수록 열전도속도에 분자의 운동이 미치는 영향은 작다.
The number of nucels is the number of heat transfer between the fluid and the solid surface. As the number of nucels increases, the effect of molecular motion on the heat transfer rate is small.

도 9는 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템에 대한 레이놀즈 수에 따른 최대온도를 나타내는 그래프이다.
9 is a graph showing the maximum temperature according to the Reynold's number for the cooling system of FIGS. 1A-1D.

도 9를 참조하면, 충돌면 상에서 최대 온도에 미치는 레이놀즈 수의 영향을 나타낸다. 최대 온도는 레이놀즈 수와 거의 반비례한다.
Referring to FIG. 9, the effect of Reynold's number on the maximum temperature on the impact surface is shown. The maximum temperature is almost inversely proportional to the Reynolds number.

최대 온도가 일정 수준 이하로 감소하기 위해서는 더 높은 레이놀즈 수를 요구한다. 함지부 구조는 레이놀즈 수의 범위 전체에 걸쳐 최대 온도를 감소시킨다.
A higher Reynolds number is required for the maximum temperature to decrease below a certain level. The housing structure reduces the maximum temperature throughout the Reynolds number range.

도 10는 도1a 내지 도1d의 냉각 시스템에 대한 레이놀즈 수에 따른 압력강하를 나타내는 그래프이다.
10 is a graph showing the pressure drop according to the Reynolds number for the cooling system of FIGS. 1A-1D.

도 10를 참조하면, 압력 강하는 레이놀즈 수와 거의 비례한다. 유출 홀을 갖는 충돌 제트 배열은 가장 높은 압력 강하를 보여준다. 반면, 함지부를 갖는 충돌 제트 배열은 높은 레이놀즈 범위에서 가장 낮다.
Referring to FIG. 10, the pressure drop is approximately proportional to the Reynolds number. The impinging jet arrangement with outlet holes shows the highest pressure drop. On the other hand, the impinging jet arrangement with the hold is the lowest in the high Reynolds range.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

Claims

A plate comprising a heated region;
A concave portion repeatedly attached to the plate;
An area other than the concave part protruding from the concave part on the plate;
A plurality of impinging jet parts spaced apart from each other by a predetermined distance in an area other than the concave part;
An outflow hole portion disposed on an area other than the attachment portion and spaced apart from the impact jet portion by a predetermined distance; And
And an outlet disposed at one side of the plate for discharging the fluid supplied by the impinging jet portion to one side of the plate,
Wherein the impinging jet portion includes an impinging jet hole for supplying a cooling fluid to the concave portion,
Wherein the outlet hole includes an outlet hole for discharging the cooling fluid supplied through the impingement jetting section.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the concave portion is formed in the fluid region by reducing the space between the impinging jet portion and the outflow hole portion, and is held in a rectangular shape.

The method according to claim 1,
Wherein the impinging jetting portion is nine. &Lt; RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >

5. The method of claim 4,
The impact jetting unit
A first impact jet disposed at the center of the plate;
A second and a third impingement jet unit arranged at regular intervals above and below the first impingement jet unit;
Fourth and fifth impingement jet portions disposed at left and right sides of the first impinging jet portion at regular intervals; And
And sixth to ninth impingement jet portions disposed at left and right sides of the second and third impingement jets at regular intervals.

The method according to claim 1,
And the outlet hole portion has four cavities.

6. The method of claim 5,
The outlet hole portion
Wherein the first impinging jet part and the sixth impinging jet part are disposed at the center of a diagonal line formed by connecting the first impinging jet part and the sixth through ninth impinging jet parts, respectively.

The method according to claim 1,
Wherein the impinging jet holes have a diameter of 0.001 mm to 10 mm.

The method according to claim 1,
Characterized in that the diameter of the outlet holes is between 0.001 mm and 10 mm.

The method according to claim 1,
Wherein the pitch between the plurality of impinging jet portions is 1 mm to 10 mm.

The method according to claim 1,
And the pitch between the plurality of outflow holes is 1 mm to 10 mm.

The method according to claim 1,
Wherein the plate is square. &Lt; RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >