Conjugated Heat Transfer Analysis of Electric Heater

전기식 히터 복합 열유동 해석

In this paper, the conjugated heat transfer anslysis was performed about an electric heater used in a combustion test equipment of a combustor engine to figure out a physical phenomenon that heater coil was periodically cut during heating test. The result of analysis is that the temperature of coil at coil inlet region was increased locally because the velocity of air was slow in that region. The coil of heater was moved to 25mm downstream so that the structure stability of coil was assured by the decrease of the coil temperature due to increase of an air velocity.

본 논문에서는 연소기 엔진 연소시험 설비용으로 사용되는 비연소식 전기히터의 특정부위에서 코일이 파단되는 현상이 연속적으로 발생함에 따라 원인 규명을 목적으로 히터에 대한 복합 열유동해석을 수행하었다. 수행 결과, 히터의 파단이 발생하는 코일 입구 직선구간에서 코일의 온도가 국부적으로 크게 상승함에 따라 열 및 구조적으로 취약하다는 것이 판명되었으며, 이의 원인은 이 영역 부근에서 공기 유속이 매우 낮았기 때문이었다. 코일을 하류로 25mm 이동하였고 이를 통해서 코일 입구 직선부분에서의 공기의 유속이 증가됨으로 코일온도를 감소시킬 수 있었고, 코일의 열 및 구조적 안정성을 확보할 수 있었다.