초록 close

초음파 진동에 의한 음향유동을 활용한 냉각 메카니즘과 대류열전달 향상에 관한 연구가 실험 및 이론적으로 수행되었다. 음향유동 형태와 열전달 특성이 제시되었다. Nyborg 이론에 의한 가열판의 이론적 과도 온도분포는 실험에 의해 측정되었다. 10m의 진폭으로 4분안에 30°C의 온도강하가 발생하였다. 진폭을 25m로 증가시킴에 따라 본 연구의 실험장비에서 습득할 수 있는 최대 온도강하인 40°C를 얻을 수 있었다. 실험에서 측정할 수 있었던 주파수 28.4kHz에서의 진폭 25m 조건에서의 40°C의 온도강하를 이론적 열전달 해석으로도 검증할 수 있었다.


A cooling mechanism using acoustic streaming by ultrasonic vibrations and associated convective heat transfer enhancement is investigated experimentally and analytically. Acoustic streaming pattern and associated heat transfer characteristics are presented. Analytical transient temperature profile of the heated plate following Nyborgs theory is accomplished along with experimental measurement. A temperature drop of 30°C is obtained in 4 minutes with vibration amplitude of 10m. As the vibration amplitude is further increased to 25m a temperature drop of 40°C is achieved that is the maximum temperature drop obtained with the current experimental apparatus. Analytical heat transfer solutions verified a temperature drop of 40°C with a vibration amplitude of 25m at 28.4kHz which is experimentally obtained.