KR102105154B1

KR102105154B1 - Fouling measuring equipment for nanofluids

Info

Publication number: KR102105154B1
Application number: KR1020180098086A
Authority: KR
Inventors: 변영만; 양두진
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2020-04-27
Also published as: KR20200022217A

Abstract

일 실시 예에 다른 파울링 측정 장치는, 제1유체가 흐르는 제1유체 채널이 형성된 제1블록; 상기 제1블록과 탈부착 가능하고, 제2유체가 흐르는 제2유체 채널이 형성된 제2블록; 및 상기 제1유체 채널 및 제2유체 채널이 분리되도록, 상기 제1유체 채널 및 제2유체 채널의 사이에 배치되는 박막 시편을 포함할 수 있다.According to another embodiment, a fouling measurement device includes: a first block in which a first fluid channel through which a first fluid flows is formed; A second block detachable from the first block and having a second fluid channel through which a second fluid flows; And a thin film specimen disposed between the first fluid channel and the second fluid channel so that the first fluid channel and the second fluid channel are separated.

Description

FOULING MEASURING EQUIPMENT FOR NANOFLUIDS

아래의 실시 예는 나노 유체의 파울링 측정 장치에 관한 것이다.The following example relates to a device for measuring fouling of nanofluids.

나노 유체란 일반 유체에 나노 입자(금속, 비금속) 또는 나노 크기의 섬유(fiber)를 분산(Dispersion) 또는 부유(Suspension)시켜 제작한 유체로서 일반 유체에 비해 열전달 특성이 우수한 유체이다. 나노 유체가 일반 유체에 비해 열전달 특성이 우수하다는 점을 이용하여, 열교환 시스템의 열교환 유체로서 나노 유체를 사용할 경우, 열교환 시스템의 크기를 축소시킬 수 있다는 장점이 있다. 하지만 나노 유체는 입자들의 분산성이 우수하지 못할 경우, 나노 유체가 흐르는 관에 나노 입자 파울링(fouling)이 발생하여 관을 막아 압력이 높아지거나 관내벽면에 저항층을 생성하여 열전달 저항이 발생하는 문제가 생길 수 있다. 또한, 나노 입자의 충돌에 의해 열전달 표면이 마모가 될 수 있기 때문에, 나노 유체에 대한 신뢰성이 우선적으로 확보되어야 한다.Nano-fluid is a fluid produced by dispersing or suspending nano-particles (metals, non-metals) or nano-sized fibers into a general fluid. When the nanofluid is used as the heat exchange fluid of the heat exchange system by using the fact that the nanofluid has superior heat transfer characteristics compared to the general fluid, there is an advantage that the size of the heat exchange system can be reduced. However, when nanoparticles do not have excellent dispersibility of particles, nanoparticle fouling occurs in the tube through which the nanofluid flows, blocking the tube to increase pressure, or creating a resistance layer on the inner wall of the tube to generate heat transfer resistance. Problems may arise. In addition, since the heat transfer surface may be abraded by the collision of nanoparticles, reliability of the nanofluid must be secured first.

종래의 나노 유체의 파울링 실험 장치는 열교환기 입출구에서의 온도를 측정하여 열저항을 계산하는 방법을 이용한다. 이러한 방법은 시간에 따른 나노 입자의 파울링을 측정할 수는 있으나, 파울링의 원인규명 및 저감기술 개발 등을 목적으로 표면을 분석하기 위해 장치나 배관의 일부를 절단 및 분해하는 등 측정하는 과정에서 동시에 나노 입자의 파울링이 열전달 표면에 퇴적(deposition)되는 현상을 관찰할 수 없다는 단점이 있다. 또한, 나노 입자의 충돌에 의한 열전달 표면에서의 마모 특성을 관찰하기 위한 장치가 필요하다.The conventional nanofluid fouling test apparatus uses a method of calculating the thermal resistance by measuring the temperature at the inlet and outlet of the heat exchanger. Although this method can measure the fouling of nanoparticles over time, it is a process of measuring and cutting a part of a device or piping to analyze the surface for the purpose of identifying the cause of the fouling and developing a reduction technique At the same time, there is a disadvantage that it cannot be observed that fouling of nanoparticles is deposited on the heat transfer surface. In addition, there is a need for an apparatus for observing wear characteristics on the heat transfer surface caused by collision of nanoparticles.

따라서, 나노 유체의 신뢰성을 확보하기 위하여, 나노 유체의 파울링 및 마모 현상을 측정하고 관찰하기 위한 장치가 요구된다.Therefore, in order to secure the reliability of the nanofluid, a device for measuring and observing the fouling and abrasion phenomenon of the nanofluid is required.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above-described background art is possessed or acquired by the inventor during the derivation process of the present invention, and is not necessarily a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

일 실시 예의 목적은, 나노 입자의 퇴적에 의한 파울링 현상을 측정하고 관찰할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.The purpose of one embodiment is to provide a device capable of measuring and observing the fouling phenomenon caused by the deposition of nanoparticles.

일 실시 예의 목적은, 나노 입자에 의한 마모 현상을 측정하고 관찰할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.The purpose of one embodiment is to provide a device capable of measuring and observing the wear phenomenon caused by nanoparticles.

상기 제1유체 채널은 상기 제1블록의 일면에 함몰되어 형성되고, 상기 제2유체 채널은 상기 제2블록의 일면에 함몰되어 형성될 수 있다.The first fluid channel may be formed by being recessed on one surface of the first block, and the second fluid channel may be formed by recessing on one surface of the second block.

상기 제1블록 및 제2블록을 탈부착 가능하게 체결하기 위한 탈부착 수단을 더 포함할 수 있다.It may further include a detachable means for fastening the first block and the second block detachably.

상기 제1블록은, 상기 제1유체 채널과 연통되도록 상기 제1블록을 관통하여 형성되는 제1유체 입구 및 제1유체 출구를 더 포함하고, 상기 제2블록은, 상기 제2유체 채널과 연통되도록 상기 제2블록을 관통하여 형성되는 제2유체 입구 및 제2유체 출구를 더 포함할 수 있다.The first block further includes a first fluid inlet and a first fluid outlet formed through the first block so as to communicate with the first fluid channel, and the second block communicates with the second fluid channel. Preferably, a second fluid inlet and a second fluid outlet formed through the second block may be further included.

상기 제1유체 또는 제2유체의 유출을 방지하기 위하여, 상기 제1블록 또는 제2블록에 연결되는 실링부를 더 포함할 수 있다.In order to prevent leakage of the first fluid or the second fluid, a sealing part connected to the first block or the second block may be further included.

상기 제1유체는 나노 유체일 수 있다.The first fluid may be nano fluid.

일 실시 예에 다른 파울링 측정 장치는, 제1유체가 흐르는 제1유체 채널이 형성된 제1블록; 상기 제1블록과 탈부착 가능하고, 제2유체가 흐르는 제2유체 채널이 형성된 제2블록; 상기 제1블록 및 제2블록의 사이에 배치되며, 제3유체가 흐르는 제3유체 채널이 형성된 중간 플레이트; 및 상기 제1유체 채널 및 제2유체 채널로부터 상기 제3유체 채널을 각각 분리시키는 2개의 박막 시편을 포함할 수 있다.According to another embodiment, a fouling measurement device includes: a first block in which a first fluid channel through which a first fluid flows is formed; A second block detachable from the first block and having a second fluid channel through which a second fluid flows; An intermediate plate disposed between the first block and the second block and having a third fluid channel through which a third fluid flows; And two thin film specimens separating the third fluid channel from the first fluid channel and the second fluid channel, respectively.

상기 제1유체 채널은 상기 제1블록의 일면에 함몰되어 형성되고, 상기 제2유체 채널은 상기 제2블록의 일면에 함몰되어 형성되고, 상기 제3유체 채널은 상기 중간 플레이트를 관통하여 형성될 수 있다.The first fluid channel is formed by being recessed on one surface of the first block, the second fluid channel is formed by recessing on one surface of the second block, and the third fluid channel is formed through the intermediate plate. You can.

상기 제1블록은, 상기 제1블록을 관통하여 형성되는 제3유체 입구 및 제3유체 출구를 더 포함하고, 상기 제1블록 및 제2블록이 체결된 상태를 기준으로, 상기 제3유체 입구 및 제3유체 출구는 상기 제3유체 채널과 연통될 수 있다.The first block further includes a third fluid inlet and a third fluid outlet formed through the first block, and based on a state in which the first block and the second block are fastened, the third fluid inlet And a third fluid outlet may be in communication with the third fluid channel.

상기 제1유체, 제2유체 또는 제3유체의 유출을 방지하기 위하여, 상기 제1블록 또는 제2블록에 연결되는 실링부를 더 포함할 수 있다.In order to prevent leakage of the first fluid, the second fluid or the third fluid, a sealing part connected to the first block or the second block may be further included.

상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체 중 적어도 하나는 나노 유체일 수 있다.At least one of the first fluid, the second fluid, and the third fluid may be nano fluid.

일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 측정 장치를 이용하면, 나노 입자의 퇴적에 의한 파울링 현상을 측정하고 관찰할 수 있다.When the apparatus for measuring fouling of nanofluids according to an embodiment is used, a fouling phenomenon due to deposition of nanoparticles can be measured and observed.

일 실시 예에 따른 나노 유체의 마모 측정 장치를 이용하면, 나노 입자에 의한 마모 현상을 측정하고 관찰할 수 있다.Using the nanofluid wear measuring device according to an embodiment, it is possible to measure and observe the wear phenomenon caused by the nanoparticles.

일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 및 마모 측정 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the fouling and abrasion measuring device of the nanofluid according to an embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 측정 장치의 단면도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 측정 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 측정 장치의 단면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 측정 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 나노 유체의 마모 측정 장치의 개략도이다.The following drawings attached to this specification are intended to illustrate one preferred embodiment of the present invention, and to serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, the present invention is only described in those drawings It should not be interpreted as limited.
1 is a cross-sectional view of an apparatus for measuring fouling of nanofluids according to an embodiment.
2 is an exploded perspective view of a fouling measurement device for nanofluids according to an embodiment.
3 is a cross-sectional view of an apparatus for measuring fouling of nanofluids according to an embodiment.
4 is an exploded perspective view of a fouling measurement device for nanofluids according to an embodiment.
5 is a schematic view of an apparatus for measuring wear of nanofluids according to an embodiment.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiments, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions interfere with understanding of the embodiments, detailed descriptions thereof will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in any one embodiment and components including a common function will be described using the same name in other embodiments. Unless there is an objection to the contrary, the description described in any one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description will be omitted in the overlapped range.

도 1은 일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 측정 장치의 단면도이다. 도 2는 일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 측정 장치의 분해 사시도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 각 구성은 개략적으로 도시된 것으로, 각 구성의 위치, 크기, 형상 및 개수를 한정하는 것은 아님에 유의해야 한다.1 is a cross-sectional view of an apparatus for measuring fouling of nanofluids according to an embodiment. 2 is an exploded perspective view of a fouling measurement device for nanofluids according to an embodiment. It should be noted that each configuration shown in FIGS. 1 and 2 is schematically illustrated, and does not limit the position, size, shape, and number of each configuration.

일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(1)를 이용하면, 나노 유체의 시간에 따른 파울링을 측정할 수 있으며, 열전달 표면에 나노 입자가 퇴적(deposition)되는 현상을 관찰할 수 있다. 이를 통하여 파울링 현상의 원인 및 메커니즘을 용이하게 분석할 수 있고, 향후 열교환기의 설계 등에 있어서 나노 유체의 파울링에 따라 발생되는 문제를 해결하거나 개선할 수 있다. 한편, 나노 유체(nanofluid)는 나노 크기의 입자를 포함하는 유체를 의미할 수 있다. 나노 크기의 입자는 금속(metal), 산화물(oxide), 탄화물(carbide) 또는 탄소 나노튜브 등으로 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 파울링 측정 장치(1)는 나노 유체의 파울링을 측정하기 위한 것으로 설명되었으나, 미세 크기의 입자를 포함하는 모든 유체에 대하여도 그 파울링을 측정하기 위해 본 발명에 따른 파울링 측정 장치(1)가 이용될 수 있음을 밝혀둔다.When the fouling measuring apparatus 1 according to an embodiment is used, fouling over time of a nanofluid can be measured, and a phenomenon in which nanoparticles are deposited on a heat transfer surface can be observed. Through this, it is possible to easily analyze the cause and mechanism of the fouling phenomenon, and to solve or improve the problem caused by fouling of the nanofluid in the design of a heat exchanger in the future. Meanwhile, nanofluid may mean a fluid containing nano-sized particles. The nano-sized particles may be composed of metal, oxide, carbide, or carbon nanotubes. The fouling measuring device 1 according to the present invention has been described as for measuring the fouling of nanofluids, but the fouling according to the present invention is also used to measure the fouling of all fluids containing fine-sized particles. It is noted that the measuring device 1 can be used.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(1)는 제1블록(11), 제2블록(12), 박막 시편(13), 실링부(14), 센서부(15) 및 탈부착 수단(16)을 포함할 수 있다.1 and 2, the fouling measuring device 1 according to an embodiment includes a first block 11, a second block 12, a thin film specimen 13, a sealing portion 14, and a sensor portion (15) and a detachable means (16).

제1블록(11) 및 제2블록(12)은 파울링 측정 장치(1)의 몸체를 구성할 수 있다. 제1블록(11) 및 제2블록(12)은 각각 제1유체 및 제2유체가 흐르는 공간을 형성할 수 있다. 제1블록(11) 및 제2블록(12)은 길이 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1블록(11) 및 제2블록(12)은 길이 방향을 갖는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 제1블록(11) 및 제2블록(12)은 탈부착 가능하게 체결될 수 있다. 다시 말해, 제1블록(11) 및 제2블록(12)은 서로 체결되거나 분리될 수 있다. 제1블록(11) 및 제2블록(12)은 사이에 박막 시편(13)을 보유하면서 서로 체결될 수 있다.The first block 11 and the second block 12 may constitute the body of the fouling measurement device 1. The first block 11 and the second block 12 may form spaces through which the first fluid and the second fluid flow, respectively. The first block 11 and the second block 12 may be formed in the longitudinal direction. For example, the first block 11 and the second block 12 may be formed in a rectangular parallelepiped shape having a longitudinal direction. The first block 11 and the second block 12 may be fastened detachably. In other words, the first block 11 and the second block 12 may be fastened or separated from each other. The first block 11 and the second block 12 may be fastened to each other while holding the thin film specimen 13 therebetween.

제1블록(11)은 제1유체 입구(111), 제1유체 출구(112) 및 제1유체 채널(113)을 포함할 수 있다.The first block 11 may include a first fluid inlet 111, a first fluid outlet 112 and a first fluid channel 113.

제1유체 입구(111)는 제1유체가 유입되는 입구일 수 있다. 제1유체 입구(111)는 제1블록(11)의 일측에 관통되어 형성될 수 있다. 제1유체 입구(111)는 제1유체 채널(113)과 연통될 수 있다.The first fluid inlet 111 may be an inlet through which the first fluid is introduced. The first fluid inlet 111 may be formed through one side of the first block 11. The first fluid inlet 111 may communicate with the first fluid channel 113.

제1유체 출구(112)는 제1유체가 유출되는 출구일 수 있다. 제1유체 출구(112)는 제1블록(11)의 타측에 관통되어 형성될 수 있다. 제1유체 출구(112)는 제1유체 채널(113)과 연통될 수 있다. 한편, 도 1 및 도 2에서, 제1유체 입구(111) 및 제1유체 출구(112)는 제1블록(11)을 직선으로 관통하는 것으로 도시되었으나 이는 예시적인 것으로, 제1유체 입구(111) 및 제1유체 출구(112)는 절곡된 구조로 제1블록(11)을 관통할 수도 있다.The first fluid outlet 112 may be an outlet through which the first fluid is discharged. The first fluid outlet 112 may be formed to penetrate the other side of the first block 11. The first fluid outlet 112 may be in communication with the first fluid channel 113. On the other hand, in Figures 1 and 2, the first fluid inlet 111 and the first fluid outlet 112 is shown as passing through the first block 11 in a straight line, but this is exemplary, the first fluid inlet 111 ) And the first fluid outlet 112 may penetrate the first block 11 in a bent structure.

제1유체 채널(113)은 제1유체가 흐르면서 열교환이 이루어지는 공간을 의미할 수 있다. 제1유체 채널(113)은 제1블록(11)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 제1유체 채널(113)은 제1블록(11)의 일면에 함몰되어 형성될 수 있다. 제1유체 채널(113)은 제1블록(11)의 일면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성된 공간일 수 있다. 즉, 제1유체 채널(113)은 개방된 상태로 형성될 수 있다. 제1유체 채널(113)은 박막 시편(13)에 의하여 덮임으로써 폐쇄될 수 있다. 제1유체는 제1유체 입구(111)를 통해 유입되고, 제1유체 채널(113)을 지나면서 열교환을 하고, 제1유체 출구(112)를 통해 유출될 수 있다. 제1유체 출구(112)를 통해 유출된 제1유체는, 다시 제1유체 입구(111)를 통해 유입될 수 있다.The first fluid channel 113 may mean a space in which heat exchange occurs while the first fluid flows. The first fluid channel 113 may be formed along the longitudinal direction of the first block 11. The first fluid channel 113 may be formed by being recessed on one surface of the first block 11. The first fluid channel 113 may be a space formed by recessing a portion of one surface of the first block 11 inward. That is, the first fluid channel 113 may be formed in an open state. The first fluid channel 113 can be closed by being covered by the thin film specimen 13. The first fluid may flow through the first fluid inlet 111, exchange heat while passing through the first fluid channel 113, and flow out through the first fluid outlet 112. The first fluid leaked through the first fluid outlet 112 may again flow through the first fluid inlet 111.

제2블록(12)은 제2유체 입구(121), 제2유체 출구(122) 및 제2유체 채널(123)을 포함할 수 있다. 제2블록(12)은 제1블록(11)과 대칭적인 구조로 형성될 수 있다.The second block 12 may include a second fluid inlet 121, a second fluid outlet 122 and a second fluid channel 123. The second block 12 may be formed in a symmetrical structure with the first block 11.

제2유체 입구(121)는 제2유체가 유입되는 입구일 수 있다. 제2유체 입구(121)는 제2블록(12)의 일측에 관통되어 형성될 수 있다. 제2유체 입구(121)는 제2유체 채널(123)과 연통될 수 있다.The second fluid inlet 121 may be an inlet through which the second fluid is introduced. The second fluid inlet 121 may be formed to penetrate through one side of the second block 12. The second fluid inlet 121 may communicate with the second fluid channel 123.

제2유체 출구(122)는 제2유체가 유출되는 출구일 수 있다. 제2유체 출구(122)는 제2블록(12)의 타측에 관통되어 형성될 수 있다. 제2유체 출구(122)는 제2유체 채널(123)과 연통될 수 있다. 한편, 도 1 및 도 2에서, 제2유체 입구(121) 및 제2유체 출구(122)는 제2블록(12)을 직선으로 관통하는 것으로 도시되었으나 이는 예시적인 것으로, 제2유체 입구(121) 및 제2유체 출구(122)는 절곡된 구조로 제2블록(12)을 관통할 수도 있다.The second fluid outlet 122 may be an outlet through which the second fluid is discharged. The second fluid outlet 122 may be formed through the other side of the second block 12. The second fluid outlet 122 may be in communication with the second fluid channel 123. On the other hand, in Figures 1 and 2, the second fluid inlet 121 and the second fluid outlet 122 is shown as passing through the second block 12 in a straight line, but this is exemplary, the second fluid inlet 121 ) And the second fluid outlet 122 may penetrate the second block 12 in a bent structure.

제2유체 채널(123)은 제2유체가 흐르면서 열교환이 이루어지는 공간을 의미할 수 있다. 제2유체 채널(123)은 제2블록(12)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 제2유체 채널(123)은 제2블록(12)의 일면에 함몰되어 형성될 수 있다. 제2유체 채널(123)은 제2블록(12)의 일면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성된 공간일 수 있다. 즉, 제2유체 채널(123)은 개방된 상태로 형성될 수 있다. 제2유체 채널(123)은 박막 시편(13)에 의하여 덮임으로써 폐쇄될 수 있다. 제2유체는 제2유체 입구(121)를 통해 유입되고, 제2유체 채널(123)을 지나면서 열교환을 하고, 제2유체 출구(122)를 통해 유출될 수 있다. 제2유체 출구(122)를 통해 유출된 제2유체는, 다시 제2유체 입구(121)를 통해 유입될 수 있다.The second fluid channel 123 may mean a space in which heat exchange occurs while the second fluid flows. The second fluid channel 123 may be formed along the length direction of the second block 12. The second fluid channel 123 may be formed by being recessed on one surface of the second block 12. The second fluid channel 123 may be a space formed by recessing a portion of one surface of the second block 12 inward. That is, the second fluid channel 123 may be formed in an open state. The second fluid channel 123 may be closed by being covered by the thin film specimen 13. The second fluid may flow through the second fluid inlet 121, exchange heat while passing through the second fluid channel 123, and flow out through the second fluid outlet 122. The second fluid leaked through the second fluid outlet 122 may be introduced again through the second fluid inlet 121.

박막 시편(13)은 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)의 경계를 구성할 수 있다. 박막 시편(13)은 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)이 분리되도록, 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)의 사이에 배치될 수 있다. 다시 말해, 박막 시편(13)은, 일면이 제1유체 채널(113)에 접하고 타면이 제2유체 채널(123)에 접하도록, 제1블록(11) 및 제2블록(12)의 사이에 배치될 수 있다. 박막 시편(13)은 개방된 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)을 덮음으로써, 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)에 각 유체가 흐를 수 있도록 각 채널(113, 123)을 폐쇄시킬 수 있다. 제1유체 및 제2유체는 박막 시편(13)을 사이에 두고 각 채널(113, 123)을 타고 흐르면서 서로 열교환을 수행할 수 있다. 박막 시편(13)의 일면에는 제1유체가 접촉되고, 타면에는 제2유체가 접촉될 수 있다. 박막 시편(13)은 나노 입자의 퇴적을 관찰하기 용이하도록, 예를 들어 수백 마이크로미터 크기의 두께로 형성될 수 있다. 박막 시편(13)은 길이 방향으로 형성될 수 있다.The thin film specimen 13 may form a boundary between the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123. The thin film specimen 13 may be disposed between the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123 such that the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123 are separated. In other words, the thin film specimen 13 is between the first block 11 and the second block 12 such that one surface contacts the first fluid channel 113 and the other surface contacts the second fluid channel 123. Can be deployed. The thin film specimen 13 covers each of the opened first fluid channel 113 and the second fluid channel 123, so that each fluid flows through the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123. The channels 113 and 123 can be closed. The first fluid and the second fluid may exchange heat with each other while flowing through the respective channels 113 and 123 with the thin film specimen 13 interposed therebetween. The first fluid may be in contact with one surface of the thin film specimen 13 and the second fluid may be in contact with the other surface. The thin film specimen 13 may be formed to have a thickness of, for example, several hundred micrometers to facilitate the observation of the deposition of nanoparticles. The thin film specimen 13 may be formed in the longitudinal direction.

실링부(14)는 제1유체 및 제2유체의 유출을 방지할 수 있다. 다시 말해, 실링부(14)는 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)을 타고 흐르는 각 유체가 각 채널(113, 123) 밖으로 흘러나오는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 실링부(14)는 오링(O-ring) 또는 고무 패킹을 의미할 수 있다. 실링부(14)는 제1블록(11) 및 제2블록(12)에 삽입되어 고정될 수 있다. 제1블록(11) 및 제2블록(12)에는 실링부(14)가 삽입되기 위한 홈이 형성될 수 있다. 실링부(14)는 박막 시편(13)을 수직한 방향에서 바라볼 때를 기준으로, 박막 시편(13)의 둘레 방향을 따라서 배치되고, 폐곡선 형상을 가질 수 있다. 실링부(14)는 탈부착 수단(16)이 가압되어 체결됨에 따라 탄성적으로 압축될 수 있다. 실링부(14)는 박막 시편(13)이 손상되지 않도록, 박막 시편(13)을 탄성적으로 지지할 수 있다. 실링부(14)는 예를 들어, 제1유체의 유출을 방지하기 위해 제1블록(11)에 연결되는 제1실링부재(141) 및 제2유체의 유출을 방지하기 위해 제2블록(12)에 연결되는 제2실링부재(142)를 포함할 수 있다. 제1실링부재(141) 및 제2실링부재(142)는 박막 시편(13)에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.The sealing portion 14 can prevent the first fluid and the second fluid from leaking. In other words, the sealing portion 14 may prevent each fluid flowing through the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123 from flowing out of each channel 113 and 123. For example, the sealing portion 14 may mean an O-ring or rubber packing. The sealing portion 14 may be inserted into and fixed to the first block 11 and the second block 12. A groove for inserting the sealing portion 14 may be formed in the first block 11 and the second block 12. The sealing portion 14 is disposed along the circumferential direction of the thin film specimen 13, based on when the thin film specimen 13 is viewed from a vertical direction, and may have a closed curve shape. The sealing portion 14 may be elastically compressed as the detachable means 16 is pressed and fastened. The sealing portion 14 may elastically support the thin film specimen 13 so that the thin film specimen 13 is not damaged. The sealing part 14 is, for example, a first sealing member 141 connected to the first block 11 to prevent the first fluid from leaking, and a second block 12 to prevent the second fluid from leaking It may include a second sealing member 142 connected to. The first sealing member 141 and the second sealing member 142 may be formed in sizes corresponding to the thin film specimen 13.

센서부(15)는 제1유체 또는 제2유체의 온도 또는 압력을 측정할 수 있다. 센서부(15)는 온도 센서 및 압력 센서를 포함할 수 있다. 센서부(15)는 제1유체 입구(111), 제1유체 출구(112), 제2유체 입구(121) 및 제2유체 출구(122)에 각각 설치될 수 있다. 한편, 센서부(15)는 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)에 설치될 수도 있다. 제1블록(11) 및 제2블록(12)에는 센서부(15)가 설치되기 위한 공간이 마련될 수 있다. 센서부(15)에서 측정된 제1유체 및 제2유체의 입구 및 출구에서의 온도 값 및/또는 압력 값을 이용하여, 각 유체의 열저항을 계산할 수 있다. 센서부(15)의 측정은 실시간으로 수행될 수 있다.The sensor unit 15 may measure the temperature or pressure of the first fluid or the second fluid. The sensor unit 15 may include a temperature sensor and a pressure sensor. The sensor unit 15 may be installed at the first fluid inlet 111, the first fluid outlet 112, the second fluid inlet 121, and the second fluid outlet 122, respectively. Meanwhile, the sensor unit 15 may be installed in the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123. A space for the sensor unit 15 to be installed may be provided in the first block 11 and the second block 12. The thermal resistance of each fluid may be calculated by using temperature and / or pressure values at the inlet and outlet of the first fluid and the second fluid measured by the sensor 15. Measurement of the sensor unit 15 can be performed in real time.

탈부착 수단(16)은 제1블록(11) 및 제2블록(12)을 탈부착 가능하게 체결시킬 수 있다. 예를 들어, 탈부착 수단(16)은 서로 체결 가능한 볼트와 너트를 포함할 수 있다. 탈부착 수단(16)은 용이하게 체결되거나 분리될 수 있다. 제1블록(11) 및 제2블록(12)에는 탈부착 수단(16)이 삽입되기 위한 공간이 마련될 수 있다. 탈부착 수단(16)을 서로 체결시킴으로써, 제1블록(11) 및 제2블록(12)을 체결시킬 수 있다. 또한, 탈부착 수단(16)을 서로 분리시킴으로써, 제1블록(11) 및 제2블록(12)을 서로 분리시킬 수 있다.The detachable means 16 can fasten the first block 11 and the second block 12 detachably. For example, the detachable means 16 may include bolts and nuts that can be fastened to each other. The detachable means 16 can be easily fastened or detached. The first block 11 and the second block 12 may be provided with a space for the detachable means 16 to be inserted. By fastening the detachable means 16 to each other, the first block 11 and the second block 12 can be fastened. In addition, by separating the detachable means 16 from each other, the first block 11 and the second block 12 can be separated from each other.

도 1 및 도 2를 참조하여, 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(1)를 이용한 실험 방법에 대하여 설명하도록 한다. 제1블록(11) 및 제2블록(12)은, 박막 시편(13)을 사이에 두고 탈부착 수단(16)에 의하여 서로 체결될 수 있다. 박막 시편(13)은 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)이 서로 분리되도록, 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 박막 시편(13)은 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)의 경계 벽으로 기능할 수 있다. 한편, 제1블록(11) 및 제2블록(12)에는 실링부(14) 및 센서부(15)가 연결될 수 있다. 제1블록(11) 및 제2블록(12)을 서로 체결시킨 후, 제1유체 입구(111) 및 제2유체 입구(121)로 제1유체 및 제2유체를 각각 유입시킬 수 있다. 예를 들어, 제1유체는 나노 유체이고, 제2유체는 냉각 유체일 수 있다. 나노 유체는 고온 상태의 나노 유체일 수 있다. 냉각 유체는 고온의 나노 유체를 냉각시키기 위하여 저온 상태일 수 있다. 한편, 냉각 유체는 저온 상태의 나노 유체일 수도 있다. 제1유체 및 제2유체는, 각각 제1유체 채널(113) 및 제2유체 채널(123)을 지나면서 박막 시편(13)을 통해 서로 열교환을 수행할 수 있다. 박막 시편(13)의 일면에는 제1 유체가 흐르고, 타면에는 제2유체가 흐를 수 있다. 센서부(15)는 제1유체 및 제2유체의 입구 및 출구에서의 온도 및/또는 압력을 측정할 수 있다. 센서부(15)에서 측정된 온도 및/또는 압력 값을 이용하여, 제1유체 및/또는 제2유체의 열저항을 계산할 수 있으며, 계산된 열저항을 이용해 파울링 현상을 분석할 수 있다. 제1유체 및 제2유체를 일정 시간 유동시킨 뒤에 탈부착 수단(16)을 분리하여, 제1블록(11) 및 제2블록(12)을 서로 분리시킬 수 있다. 박막 시편(13)은 별도의 고정 장치 없이 제1블록(11) 및 제2블록(12)의 사이에 보유되어 있었으므로, 제1블록(11) 및 제2블록(12)을 서로 분리시키면 박막 시편(13)을 손상시키지 않으면서 박막 시편(13)을 꺼낼 수 있다. 즉, 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(1)를 이용하면, 나노 유체가 유동하면서 열교환이 수행된 박막 시편(13)을 손상없이 획득할 수 있다. 획득한 박막 시편(13)을 전자현미경 등을 통해 관찰하여 나노 입자의 퇴적 현상을 직접 관찰하고 분석할 수 있다. 또는, 다양한 실험을 통해 박막 시편(13)을 분석하여, 파울링 현상의 원인과 메커니즘을 효율적으로 분석할 수 있다. 한편, 제1유체가 나노 유체이고 제2유체가 냉각 유체인 것으로 설명하였으나, 제1유체 및 제2유체는 다양한 유체로 설정될 수 있다. 제1유체가 냉각 유체이고 제2유체가 나노 유체여도 무방하며, 제1유체는 나노 입자가 아닌 마이크로 크기의 입자를 포함하는 유체일 수도 있다. 한편, 도 1에 화살표로 도시된 유체의 유동 방향은 예시적인 것으로, 도시된 방향의 역방향으로 유체를 유동시킬 수도 있다. 즉, 입구와 출구라는 용어가 유체의 유동 방향을 한정하는 것은 아님에 유의해야 한다.1 and 2, an experiment method using the fouling measuring apparatus 1 according to an embodiment will be described. The first block 11 and the second block 12 may be fastened to each other by the detachable means 16 with the thin film specimen 13 interposed therebetween. The thin film specimen 13 may be disposed between the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123 such that the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123 are separated from each other. That is, the thin film specimen 13 may function as a boundary wall between the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123. Meanwhile, the sealing portion 14 and the sensor portion 15 may be connected to the first block 11 and the second block 12. After the first block 11 and the second block 12 are fastened to each other, the first fluid and the second fluid may be introduced into the first fluid inlet 111 and the second fluid inlet 121, respectively. For example, the first fluid may be a nano fluid, and the second fluid may be a cooling fluid. The nanofluid may be a high temperature nanofluid. The cooling fluid may be in a low temperature state to cool the high temperature nano fluid. Meanwhile, the cooling fluid may be a nanofluid in a low temperature state. The first fluid and the second fluid may exchange heat with each other through the thin film specimen 13 while passing through the first fluid channel 113 and the second fluid channel 123, respectively. A first fluid may flow on one surface of the thin film specimen 13 and a second fluid may flow on the other surface. The sensor unit 15 may measure temperature and / or pressure at the inlet and outlet of the first fluid and the second fluid. The thermal resistance of the first fluid and / or the second fluid may be calculated using the temperature and / or pressure values measured by the sensor unit 15, and the fouling phenomenon may be analyzed using the calculated thermal resistance. After the first fluid and the second fluid are allowed to flow for a period of time, the detachable means 16 can be separated to separate the first block 11 and the second block 12 from each other. Since the thin film specimen 13 was held between the first block 11 and the second block 12 without a separate fixing device, when the first block 11 and the second block 12 are separated from each other, the thin film The thin film specimen 13 can be taken out without damaging the specimen 13. That is, when the fouling measurement device 1 according to an embodiment is used, the thin film specimen 13 subjected to heat exchange while the nanofluid flows can be obtained without damage. The obtained thin film specimen 13 can be observed through an electron microscope or the like to directly observe and analyze the deposition of nanoparticles. Alternatively, the cause and mechanism of the fouling phenomenon can be efficiently analyzed by analyzing the thin film specimen 13 through various experiments. Meanwhile, although the first fluid is described as a nano-fluid and the second fluid as a cooling fluid, the first fluid and the second fluid may be set to various fluids. The first fluid may be a cooling fluid and the second fluid may be a nano-fluid, and the first fluid may be a fluid containing micro-sized particles rather than nano-particles. Meanwhile, the flow direction of the fluid illustrated by the arrow in FIG. 1 is exemplary, and the fluid may flow in the reverse direction of the illustrated direction. That is, it should be noted that the terms inlet and outlet do not limit the flow direction of the fluid.

도 3은 일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 측정 장치의 단면도이다. 도 4는 일 실시 예에 따른 나노 유체의 파울링 측정 장치의 분해 사시도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 각 구성은 개략적으로 도시된 것으로, 각 구성의 위치, 크기, 형상 및 개수를 한정하는 것은 아님에 유의해야 한다.3 is a cross-sectional view of an apparatus for measuring fouling of nanofluids according to an embodiment. 4 is an exploded perspective view of a fouling measurement device for nanofluids according to an embodiment. It should be noted that each configuration shown in FIGS. 3 and 4 is schematically illustrated, and does not limit the position, size, shape, and number of each configuration.

도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(2)는 제1블록(21), 제2블록(22), 중간 플레이트(23), 박막 시편(24), 실링부(25), 센서부(26) 및 탈부착 수단(27)을 포함할 수 있다.3 and 4, the fouling measuring device 2 according to an embodiment includes a first block 21, a second block 22, an intermediate plate 23, a thin film specimen 24, and a sealing unit 25, a sensor unit 26 and a detachable means 27 may be included.

제1블록(21)은 제1유체 입구(211), 제1유체 출구(212), 제1유체 채널(213)을 포함할 수 있다. 제2블록(22)은 제2유체 입구(221), 제2유체 출구(222), 제2유체 채널(223)을 포함할 수 있다.The first block 21 may include a first fluid inlet 211, a first fluid outlet 212, and a first fluid channel 213. The second block 22 may include a second fluid inlet 221, a second fluid outlet 222, and a second fluid channel 223.

제1블록(21)의 제1유체 입구(211), 제1유체 출구(212) 및 제1유체 채널(213)과 제2블록(22)의 제2유체 입구(221), 제2유체 출구(222) 및 제2유체 채널(223)에 대한 내용은 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(1)에서 설명한 내용과 중복되는 내용이므로 생략하도록 한다.The first fluid inlet 211 of the first block 21, the first fluid outlet 212 and the first fluid channel 213 and the second fluid inlet 221 of the second block 22, the second fluid outlet The contents of the 222 and the second fluid channel 223 overlap with the contents described in the fouling measurement device 1 according to an embodiment, and thus will be omitted.

제1블록(21) 및 제2블록(22)은 사이에 중간 플레이트(23)를 두고 서로 체결될 수 있다. 또한, 제1블록(21)과 중간 플레이트(23)의 사이 및 제2블록(22)과 중간 플레이트(23)의 사이에는 각각 박막 시편(24)이 배치될 수 있다.The first block 21 and the second block 22 may be fastened to each other with an intermediate plate 23 therebetween. In addition, a thin film specimen 24 may be disposed between the first block 21 and the intermediate plate 23 and between the second block 22 and the intermediate plate 23.

제1블록(21)은 제3유체 입구(214) 및 제3유체 출구(215)를 더 포함할 수 있다.The first block 21 may further include a third fluid inlet 214 and a third fluid outlet 215.

제3유체 입구(214)는 제3유체가 유입되는 입구일 수 있다. 제3유체 입구(214)는 제1블록(21)의 일측에 관통되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3유체 입구(214)는 제1유체 입구(211)보다 더 외측에 형성될 수 있다.The third fluid inlet 214 may be an inlet through which the third fluid is introduced. The third fluid inlet 214 may be formed through one side of the first block 21. For example, the third fluid inlet 214 may be formed outside the first fluid inlet 211.

제3유체 출구(215)는 제3유체가 유출되는 출구일 수 있다. 제3유체 출구(215)는 제1블록(21)의 타측에 관통되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3유체 출구(215)는 제1유체 출구(212)보다 더 외측에 형성될 수 있다.The third fluid outlet 215 may be an outlet through which the third fluid flows. The third fluid outlet 215 may be formed to penetrate the other side of the first block 21. For example, the third fluid outlet 215 may be formed outside the first fluid outlet 212.

한편, 제2블록(22)도 제1블록(21)과 마찬가지로, 제3유체 입구(224) 및 제3유체 출구(225)를 더 포함할 수 있다. 제2블록(22)의 제3유체 입구(224) 및 제3유체 출구(225)에 대한 내용은, 제1블록(21)의 제3유체 입구(214) 및 제3유체 출구(215)에 대한 내용과 중복되는 내용이므로 생략하도록 한다.Meanwhile, like the first block 21, the second block 22 may further include a third fluid inlet 224 and a third fluid outlet 225. For information about the third fluid inlet 224 and the third fluid outlet 225 of the second block 22, the third fluid inlet 214 and the third fluid outlet 215 of the first block 21 are provided. Because it is a content that overlaps with the content, it will be omitted.

중간 플레이트(23)는 제3유체가 흐르는 공간을 형성할 수 있다. 중간 플레이트(23)는 제1블록(21) 및 제2블록(22)의 사이에 배치될 수 있다. 중간 플레이트(23)는 길이 방향으로 형성될 수 있다. 중간 플레이트(23)는 제3유체 채널(231)을 포함할 수 있다.The intermediate plate 23 may form a space through which the third fluid flows. The intermediate plate 23 may be disposed between the first block 21 and the second block 22. The intermediate plate 23 may be formed in the longitudinal direction. The intermediate plate 23 may include a third fluid channel 231.

제3유체 채널(231)은 제3유체가 흐르면서 열교환이 이루어지는 공간을 의미할 수 있다. 제3유체 채널(231)은 중간 플레이트(23)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 제3유체 채널(231)은 중간 플레이트(23)를 관통하여 형성될 수 있다. 제3유체 채널(231)은 개방된 상태로 형성될 수 있다. 제3유체 채널(231)은 2개의 박막 시편(24)에 의하여 양쪽에서 덮임으로써 폐쇄될 수 있다. 중간 플레이트(23)는 제3유체 채널(231)이 제3유체 입구(214, 224) 및 제3유체 출구(215, 225)와 연통되도록, 제1블록(21) 및 제2블록(22)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1블록(21) 및 제2블록(22)이 서로 체결된 상태를 기준으로, 제3유체 입구(214, 224) 및 제3유체 출구(215, 225)는 제3유체 채널(231)과 연통될 수 있다. 제3유체는 제3유체 입구(214, 224)를 통해 유입되고, 제3유체 채널(231)을 지나면서 열교환을 하고, 제3유체 출구(215, 225)를 통해 유출될 수 있다. 제3유체 출구(215, 225)를 통해 유출된 제3유체는, 다시 제3유체 입구(214, 224)를 통해 유입될 수 있다.The third fluid channel 231 may mean a space in which heat exchange occurs while the third fluid flows. The third fluid channel 231 may be formed along the longitudinal direction of the intermediate plate 23. The third fluid channel 231 may be formed through the intermediate plate 23. The third fluid channel 231 may be formed in an open state. The third fluid channel 231 can be closed by being covered on both sides by two thin film specimens 24. The intermediate plate 23 has a first block 21 and a second block 22 such that the third fluid channel 231 communicates with the third fluid inlets 214 and 224 and the third fluid outlets 215 and 225. It can be placed in between. That is, based on the state in which the first block 21 and the second block 22 are fastened to each other, the third fluid inlets 214 and 224 and the third fluid outlets 215 and 225 are the third fluid channels 231 ). The third fluid may flow through the third fluid inlets 214 and 224, exchange heat while passing through the third fluid channel 231, and flow out through the third fluid outlets 215 and 225. The third fluid discharged through the third fluid outlets 215 and 225 may be introduced through the third fluid inlets 214 and 224 again.

박막 시편(24)은 제1유체 채널(213)과 제3유체 채널(231) 및 제2유체 채널(223)과 제3유체 채널(231)의 경계를 형성할 수 있다. 박막 시편(24)은 2개가 마련될 수 있다. 2개의 박막 시편(24)은 제1유체 채널(213) 및 제2유체 채널(223)로부터 제3유체 채널(231)을 각각 분리시킬 수 있다. 2개의 박막 시편(24)은 제1유체 채널(213)과 제3유체 채널(231) 및 제2유체 채널(223)과 제3유체 채널(231)의 사이에 각각 배치될 수 있다. 다시 말해, 2개의 박막 시편(24)은, 제1블록(21)과 중간 플레이트(23)의 사이 및 제2블록(22)과 중간 플레이트(23)의 사이에 각각 배치될 수 있다. 박막 시편(24)은 개방된 제1유체 채널(213), 제2유체 채널(223) 및 제3유체 채널(231)을 덮음으로써, 제1유체 채널(213), 제2유체 채널(223) 및 제3유체 채널(231)에 각 유체가 흐를 수 있도록 각 채널(213, 223, 231)을 폐쇄시킬 수 있다. 제1유체 및 제2유체는 박막 시편(24)을 사이에 두고 각 채널(213, 223)을 타고 흐르면서 제3유체와 열교환을 수행할 수 있다. 박막 시편(24)은 나노 입자의 퇴적을 관찰하기 용이하도록, 예를 들어 수백 마이크로미터 크기의 두께로 형성될 수 있다. 박막 시편(24)은 길이 방향으로 형성될 수 있다.The thin film specimen 24 may form a boundary between the first fluid channel 213 and the third fluid channel 231 and the second fluid channel 223 and the third fluid channel 231. Two thin film specimens 24 may be provided. The two thin film specimens 24 may separate the third fluid channel 231 from the first fluid channel 213 and the second fluid channel 223, respectively. The two thin film specimens 24 may be disposed between the first fluid channel 213 and the third fluid channel 231 and the second fluid channel 223 and the third fluid channel 231, respectively. In other words, the two thin film specimens 24 may be disposed between the first block 21 and the intermediate plate 23 and between the second block 22 and the intermediate plate 23, respectively. The thin film specimen 24 covers the opened first fluid channel 213, the second fluid channel 223, and the third fluid channel 231, such that the first fluid channel 213, the second fluid channel 223 And each channel 213, 223, and 231 may be closed so that each fluid flows in the third fluid channel 231. The first fluid and the second fluid may exchange heat with the third fluid while flowing through the respective channels 213 and 223 with the thin film specimen 24 interposed therebetween. The thin film specimen 24 may be formed to have a thickness of, for example, several hundred micrometers to facilitate the observation of the deposition of nanoparticles. The thin film specimen 24 may be formed in the longitudinal direction.

실링부(25)는 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 유출을 방지할 수 있다. 다시 말해, 실링부(25)는 제1유체 채널(213), 제2유체 채널(223) 및 제3유체 채널(231)을 타고 흐르는 각 유체가 각 채널(213, 223, 231) 밖으로 흘러나오는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 실링부(25)는 오링(O-ring) 또는 고무 패킹을 의미할 수 있다. 실링부(25)는 제1블록(21) 및 제2블록(22)에 삽입되어 고정될 수 있다. 제1블록(21) 및 제2블록(22)에는 실링부(25)가 삽입되기 위한 홈이 형성될 수 있다. 실링부(25)는 박막 시편(24)을 수직한 방향에서 바라볼 때를 기준으로, 박막 시편(24)의 둘레 방향을 따라서 배치되고, 폐곡선 형상을 가질 수 있다. 실링부(25)는 탈부착 수단(27)이 가압되어 체결됨에 따라 탄성적으로 압축될 수 있다. 실링부(25)는 박막 시편(24)이 손상되지 않도록, 박막 시편(24)을 탄성적으로 지지할 수 있다. 실링부(25)는 예를 들어, 제1유체의 유출을 방지하기 위해 제1블록(21)에 연결되는 제1실링부재(251), 제2유체의 유출을 방지하기 위해 제2블록(22)에 연결되는 제2실링부재(252) 및 제3유체의 유출을 방지하기 위해 제1블록(21) 및 제2블록(22)에 연결되는 제3실링부재(253)를 포함할 수 있다. 제1실링부재(251) 및 제2실링부재(252)는 박막 시편(24)에 대응되는 크기로 형성될 수 있고, 제3실링부재(253)는 중간 플레이트(23)에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.The sealing part 25 can prevent the first fluid, the second fluid, and the third fluid from leaking. In other words, in the sealing portion 25, each fluid flowing through the first fluid channel 213, the second fluid channel 223, and the third fluid channel 231 flows out of each channel 213, 223, 231 Can be prevented. For example, the sealing portion 25 may mean an O-ring or rubber packing. The sealing portion 25 may be fixed by being inserted into the first block 21 and the second block 22. A groove for inserting the sealing portion 25 may be formed in the first block 21 and the second block 22. The sealing portion 25 is disposed along the circumferential direction of the thin film specimen 24 based on when the thin film specimen 24 is viewed from a vertical direction, and may have a closed curve shape. The sealing portion 25 may be elastically compressed as the detachable means 27 is pressed and fastened. The sealing portion 25 may elastically support the thin film specimen 24 so that the thin film specimen 24 is not damaged. The sealing part 25 is, for example, a first sealing member 251 connected to the first block 21 to prevent leakage of the first fluid, and a second block 22 to prevent leakage of the second fluid ), The second sealing member 252 and the third sealing member 253 connected to the first block 21 and the second block 22 to prevent leakage of the third fluid. The first sealing member 251 and the second sealing member 252 may be formed in a size corresponding to the thin film specimen 24, and the third sealing member 253 may be formed in a size corresponding to the intermediate plate 23 Can be.

센서부(26)는 각 유체의 입구(211, 221, 214, 224), 출구 (212, 222, 215, 225) 및 채널(213, 223, 231)에 설치될 수 있다. 센서부(26)에 대한 내용은 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(1)에서 설명한 내용과 중복되는 내용이므로 생략하도록 한다.The sensor unit 26 may be installed at the inlets 211, 221, 214, 224 of each fluid, the outlets 212, 222, 215, 225 and channels 213, 223, 231. The contents of the sensor unit 26 are duplicated with the contents described in the fouling measuring apparatus 1 according to an embodiment, and thus will be omitted.

탈부착 수단(27)에 대한 내용은 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(1)에서 설명한 내용과 중복되는 내용이므로 생략하도록 한다.The contents of the detachable means 27 are duplicated with the contents described in the fouling measuring apparatus 1 according to an embodiment, and thus will be omitted.

도 3 및 도 4를 참조하여, 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(2)를 이용한 실험 방법에 대하여 설명하도록 한다. 제1블록(21) 및 제2블록(22)은 중간 플레이트(23) 및 2개의 박막 시편(24)을 사이에 두고 탈부착 수단(27)에 의하여 서로 체결될 수 있다. 2개의 박막 시편(24)은 제1유체 채널(213)과 제3유체 채널(231)의 사이 및 제2유체 채널(223)과 제3유체 채널(231)의 사이에 각각 배치될 수 있다. 즉, 제1블록(21), 박막 시편(24), 중간 플레이트(23), 박막 시편(24) 및 제2블록(22)의 순서로 배치되어 연결될 수 있다. 박막 시편(24)은 제1유체 채널(213)과 제3유체 채널(231) 및 제2유체 채널(223)과 제3유체 채널(231)의 경계 벽으로 기능할 수 있다. 한편, 제1블록(21) 및 제2블록(22)에는 실링부(25) 및 센서부(26)가 연결될 수 있다. 제1블록(21) 및 제2블록(22)을 서로 체결시킨 후, 제1유체 입구(211), 제2유체 입구(221) 및 제3유체 입구(214, 224)로 제1유체, 제2유체 및 제3유체를 각각 유입시킬 수 있다. 제1유체, 제2유체 및 제3유체 중 적어도 하나는 나노 유체일 수 있다. 예를 들어, 제1유체 및 제2유체는 냉각 유체이고, 제3유체는 나노 유체일 수 있다. 나노 유체는 고온 상태의 나노 유체일 수 있다. 냉각 유체는 고온의 나노 유체를 냉각시키기 위하여 저온 상태일 수 있다. 제1유체 및 제2유체는, 각 제1유체 채널(213) 및 제2유체 채널(223)을 지나면서 박막 시편(24)을 통해 제3유체와 열교환을 수행할 수 있다. 센서부(26)는 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 입구 및 출구에서의 온도 및/또는 압력을 측정할 수 있다. 센서부(26)에서 측정된 온도 및/또는 압력 값을 이용하여, 제1유체, 제2유체 및/또는 제3유체의 열저항을 계산할 수 있으며, 계산된 열저항을 이용해 파울링 현상을 분석할 수 있다. 제1유체, 제2유체 및 제3유체를 일정 시간 유동시킨 뒤에 탈부착 수단(27)을 해체하여, 제1블록(21) 및 제2블록(22)을 서로 분리시킬 수 있다. 박막 시편(24)은 별도의 고정 장치 없이 제1블록(21) 및 제2블록(22)의 사이에 보유되어 있었으므로, 제1블록(21) 및 제2블록(22)을 서로 분리시키면 박막 시편(24)을 손상시키지 않으면서 박막 시편(24)을 꺼낼 수 있다. 즉, 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(2)를 이용하면, 나노 유체가 유동하면서 열교환이 수행된 박막 시편(24)을 손상없이 획득할 수 있다. 특히, 일 실시 예에 따른 파울링 측정 장치(2)는 2개의 박막 시편(24)에서 동시에 열교환이 수행되므로, 한번의 실험으로 2개의 박막 시편(24) 샘플을 획득할 수 있다. 획득한 박막 시편(24)을 전자현미경 등을 통해 관찰하여 나노 입자의 퇴적 현상을 직접 관찰하고 분석할 수 있다. 또는, 다양한 실험을 통해 박막 시편(24)을 분석하여, 파울링 현상의 원인과 메커니즘을 효율적으로 분석할 수 있다. 한편, 제1유체가 냉각 유체이고 제2유체가 나노 유체인 것으로 설명하였으나, 제1유체, 제2유체 및 제3유체는 다양한 유체로 설정될 수 있다. 제1유체 및 제2유체가 나노 유체이고 제3유체가 냉각 유체여도 무방하며, 제3유체는 나노 입자가 아닌 마이크로 크기의 입자를 포함하는 유체일 수도 있다. 또한, 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 온도나 압력 조건을 서로 다르게 설정할 수 있다. 한편, 도 3에 화살표로 도시된 유체의 유동 방향은 예시적인 것으로, 도시된 방향의 역방향으로 유체를 유동시킬 수도 있다. 즉, 입구와 출구라는 용어가 유체의 유동 방향을 한정하는 것은 아님에 유의해야 한다.3 and 4, an experiment method using the fouling measuring apparatus 2 according to an embodiment will be described. The first block 21 and the second block 22 may be fastened to each other by a detachable means 27 with the intermediate plate 23 and two thin film specimens 24 interposed therebetween. The two thin film specimens 24 may be disposed between the first fluid channel 213 and the third fluid channel 231 and between the second fluid channel 223 and the third fluid channel 231, respectively. That is, the first block 21, the thin film specimen 24, the intermediate plate 23, the thin film specimen 24 and the second block 22 may be arranged in order and connected. The thin film specimen 24 may function as a boundary wall between the first fluid channel 213 and the third fluid channel 231 and the second fluid channel 223 and the third fluid channel 231. Meanwhile, a sealing portion 25 and a sensor portion 26 may be connected to the first block 21 and the second block 22. After the first block 21 and the second block 22 are fastened to each other, the first fluid, the first fluid inlet 211, the second fluid inlet 221 and the third fluid inlet (214, 224) to the first fluid, the first The 2nd fluid and the 3rd fluid can be introduced respectively. At least one of the first fluid, the second fluid, and the third fluid may be nano fluid. For example, the first fluid and the second fluid may be cooling fluid, and the third fluid may be nano fluid. The nanofluid may be a high temperature nanofluid. The cooling fluid may be in a low temperature state to cool the high temperature nano fluid. The first fluid and the second fluid may exchange heat with the third fluid through the thin film specimen 24 while passing through the first fluid channel 213 and the second fluid channel 223. The sensor unit 26 may measure temperature and / or pressure at the inlet and outlet of the first fluid, the second fluid, and the third fluid. Using the temperature and / or pressure values measured by the sensor unit 26, the thermal resistance of the first fluid, the second fluid, and / or the third fluid can be calculated, and the fouling phenomenon is analyzed using the calculated thermal resistance. can do. After the first fluid, the second fluid, and the third fluid flow for a certain time, the detachable means 27 can be disassembled to separate the first block 21 and the second block 22 from each other. Since the thin film specimen 24 was held between the first block 21 and the second block 22 without a separate fixing device, when the first block 21 and the second block 22 are separated from each other, the thin film The thin film specimen 24 can be taken out without damaging the specimen 24. That is, when the fouling measuring device 2 according to an embodiment is used, the thin film specimen 24 subjected to heat exchange while the nanofluid is flowing can be obtained without damage. In particular, since the fouling measuring apparatus 2 according to an exemplary embodiment performs heat exchange on two thin film specimens 24 at the same time, two thin film specimens 24 samples can be obtained in one experiment. The obtained thin film specimen 24 can be observed through an electron microscope or the like to directly observe and analyze the deposition of nanoparticles. Alternatively, the cause and mechanism of the fouling phenomenon can be efficiently analyzed by analyzing the thin film specimen 24 through various experiments. Meanwhile, although the first fluid is described as a cooling fluid and the second fluid is a nano-fluid, the first fluid, the second fluid, and the third fluid may be set to various fluids. The first fluid and the second fluid are nano-fluids, and the third fluid may be a cooling fluid, and the third fluid may be a fluid containing micro-sized particles rather than nano-particles. In addition, temperature or pressure conditions of the first fluid, the second fluid, and the third fluid may be set differently. Meanwhile, the flow direction of the fluid illustrated by the arrow in FIG. 3 is exemplary, and the fluid may flow in the reverse direction of the illustrated direction. That is, it should be noted that the terms inlet and outlet do not limit the flow direction of the fluid.

도 5는 일 실시 예에 따른 나노 유체의 마모 측정 장치의 개략도이다. 도 5에 도시된 각 구성은 개략적으로 도시된 것으로, 각 구성의 위치, 크기, 형상 및 개수를 한정하는 것은 아님에 유의해야 한다.5 is a schematic view of an apparatus for measuring wear of nanofluids according to an embodiment. It should be noted that each configuration illustrated in FIG. 5 is schematically illustrated, and does not limit the location, size, shape, and number of each configuration.

일 실시 예에 따른 마모 측정 장치(3)를 이용하면, 나노 입자의 충돌에 의하여 열전달 표면이 침식되는 정도를 관찰할 수 있다.When the wear measuring device 3 according to an embodiment is used, it is possible to observe the degree of erosion of the heat transfer surface due to collision of nanoparticles.

일 실시 예에 따른 마모 측정 장치(3)는 챔버(31), 회전부(32) 및 박막 시편(33)을 포함할 수 있다.The wear measuring device 3 according to an embodiment may include a chamber 31, a rotating part 32, and a thin film specimen 33.

챔버(31)는 나노 유체를 수용할 수 있다. 챔버(31)는 원형으로 형성될 수 있다.The chamber 31 can accommodate nanofluid. The chamber 31 may be formed in a circular shape.

회전부(32)는 챔버(31) 내에 수용된 나노 유체를 유동시킬 수 있다. 예를 들어, 회전부(32)는 임펠러일 수 있다. 회전부(32)는 챔버(31) 내에서 회전함으로써, 나노 유체의 유동을 형성할 수 있다.The rotating part 32 may flow the nano-fluid accommodated in the chamber 31. For example, the rotating part 32 may be an impeller. The rotating part 32 may rotate in the chamber 31 to form a flow of nanofluid.

박막 시편(33)은 나노 입자의 충돌에 따른 마모 특성을 분석하기 위한 시편일 수 있다. 박막 시편(33)은 나노 유체가 수용된 챔버(31) 내에 고정될 수 있다. 박막 시편(33)이 챔버(31) 내에 고정된 각도는 조정 가능할 수 있다. 예를 들어, 박막 시편(33)은 나노 유체의 유동 방향에 수직한 각도로 고정되거나, 나노 유체의 유동 방향에 평행한 각도로 고정될 수 있다. 박막 시편(33)은 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 박막 시편(33)은 챔버(31)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 복수 개의 박막 시편(33)이 챔버(31) 내에 고정되는 각도는 서로 다르게 조정될 수 있다. 박막 시편(33)은 탈부착이 용이하도록, 고정대(34)에 핀으로 고정될 수 있다.The thin film specimen 33 may be a specimen for analyzing wear characteristics due to collision of nanoparticles. The thin film specimen 33 may be fixed in the chamber 31 in which the nanofluid is accommodated. The angle at which the thin film specimen 33 is fixed in the chamber 31 may be adjustable. For example, the thin film specimen 33 may be fixed at an angle perpendicular to the flow direction of the nanofluid, or may be fixed at an angle parallel to the flow direction of the nanofluid. A plurality of thin film specimens 33 may be provided. The plurality of thin film specimens 33 may be spaced apart at regular intervals along the circumferential direction of the chamber 31. The angles in which the plurality of thin film specimens 33 are fixed in the chamber 31 may be adjusted differently. The thin film specimen 33 may be pinned to the holder 34 to facilitate detachment.

도 5를 참조하여, 일 실시 예에 따른 마모 측정 장치를 이용한 실험 방법에 대하여 설명하도록 한다. 챔버(31)에 나노 유체를 수용하고, 박막 시편(33)을 나노 유체에 잠기도록 챔버(31) 내에 고정시킬 수 있다. 회전부(32)를 회전시켜 나노 유체의 유동을 형성할 수 있다. 나노 유체의 유동에 따라, 나노 유체 내에 분산되어 있는 나노 입자는 박막 시편(33)에 충돌하게 되고, 박막 시편(33)은 나노 입자의 충돌에 의하여 침식되거나 마모될 수 있다. 일정 시간만큼 나노 유체를 회전시킨 다음, 박막 시편(33)을 고정대(34)에서 분리하여, 박막 시편(33)의 표면을 관찰하거나 시간에 따른 무게를 측정하여 마모 정도를 측정할 수 있다. 한편, 일 실시 예에 따른 마모 측정 장치(3)는 박막 시편(33)의 무게를 측정하기 위한 센서(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 센서는 박막 시편(33)을 고정대(34)에서 분리하지 않고도, 박막 시편(33)의 무게를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, an experiment method using an abrasion measuring device according to an embodiment will be described. The nano-fluid is accommodated in the chamber 31, and the thin film specimen 33 can be fixed in the chamber 31 to be immersed in the nano-fluid. The nanofluid flow may be formed by rotating the rotating part 32. According to the flow of the nanofluid, the nanoparticles dispersed in the nanofluid collide with the thin film specimen 33, and the thin film specimen 33 may be eroded or worn by the collision of the nanoparticles. After rotating the nano-fluid for a certain period of time, the thin film specimen 33 is separated from the fixture 34 to observe the surface of the thin film specimen 33 or to measure the weight over time to measure the degree of wear. Meanwhile, the wear measuring device 3 according to an embodiment may further include a sensor (not shown) for measuring the weight of the thin film specimen 33. For example, the sensor may be configured to measure the weight of the thin film specimen 33 in real time without removing the thin film specimen 33 from the fixture 34.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components such as the structure, device, etc. described may be combined or combined in a different form from the described method, or may be applied to other components or equivalents. Even if replaced or substituted by, appropriate results can be achieved.

1: 파울링 측정 장치
11: 제1블록
12: 제2블록
13: 박막 시편
2: 파울링 측정 장치
21: 제1블록
22: 제2블록
23: 중간 플레이트
24: 박막 시편
3: 마모 측정 장치
31: 챔버
32: 회전부
33: 박막 시편1: fouling measuring device
11: Block 1
12: second block
13: thin film specimen
2: fouling measuring device
21: Block 1
22: second block
23: intermediate plate
24: thin film specimen
3: Wear measuring device
31: Chamber
32: rotating part
33: thin film specimen

Claims

In the fouling measuring device,
A first block in which a first fluid channel through which the first fluid flows is formed;
A second block detachable from the first block and having a second fluid channel through which a second fluid flows; And
And a thin film specimen disposed between the first fluid channel and the second fluid channel to form a boundary between the first fluid channel and the second fluid channel such that the first fluid channel and the second fluid channel are blocked from each other. , Fouling measuring device.

According to claim 1,
The first fluid channel is formed by being recessed on one surface of the first block,
The second fluid channel is formed by being recessed on one surface of the second block, a fouling measurement device.

According to claim 1,
Further comprising a detachable means for fastening the first block and the second block detachably, fouling measuring device.

According to claim 1,
The first block further includes a first fluid inlet and a first fluid outlet formed through the first block to communicate with the first fluid channel,
The second block further comprises a second fluid inlet and a second fluid outlet formed through the second block so as to communicate with the second fluid channel.

According to claim 1,
In order to prevent the first fluid or the second fluid from leaking, the fouling measuring device further includes a sealing part connected to the first block or the second block.

According to claim 1,
The first fluid is a nano-fluid, fouling measurement device.

In the fouling measuring device,
A first block in which a first fluid channel through which the first fluid flows is formed;
A second block detachable from the first block and having a second fluid channel through which a second fluid flows;
An intermediate plate disposed between the first block and the second block and having a third fluid channel through which a third fluid flows; And
Two thin film specimens respectively disposed between the first block and the intermediate plate and between the second block and the intermediate plate so as to block the third fluid channel from the first fluid channel and the second fluid channel, respectively. Including, fouling measuring device.

The method of claim 7,
The first fluid channel is formed by being recessed on one surface of the first block,
The second fluid channel is formed by being recessed on one surface of the second block,
The third fluid channel is formed through the intermediate plate, fouling measuring device.

The method of claim 7,
Further comprising a detachable means for fastening the first block and the second block detachably, fouling measuring device.

The method of claim 7,
The first block further includes a first fluid inlet and a first fluid outlet formed through the first block to communicate with the first fluid channel,
The second block further comprises a second fluid inlet and a second fluid outlet formed through the second block so as to communicate with the second fluid channel.

The method of claim 7,
The first block further includes a third fluid inlet and a third fluid outlet formed through the first block,
A fouling measurement device based on a state in which the first block and the second block are fastened, wherein the third fluid inlet and the third fluid outlet communicate with the third fluid channel.

The method of claim 7,
In order to prevent leakage of the first fluid, the second fluid or the third fluid, the fouling measuring device further comprises a sealing portion connected to the first block or the second block.

The method of claim 7,
At least one of the first fluid, the second fluid and the third fluid is a nanofluid, fouling measurement device.