Dynamic Analysis of Expansion in Perlite

Since the expansion of perlite occurs in a few second in high temperature, it is difficult to identify an expansion phenomenon through experiments. In order to explain this phenomenon, a numerical study has been carried out by setting a model that water vapour diffuses to a tiny bubble existing in perlite melts and then makes the bubble grow and perlite expand. When the bubble grew and the perlite expanded due to the diffusion of water vapour, the dynamic temperature of perlite decreased. Meanwhile, the dynamic pressure of bubble increased at the beginning as water vapour diffuses in melts, but rather decreased after a rapid expansion of bubble.

퍼라이트팽창의 동적해석

퍼라이트의 팽창은 고온에서 수초안에 이루어지므로 팽창현상을 실험으로 확인이 어려워 이를 해석하기 위한 버블팽창모사가 필요하다. 이를 위해 용융 퍼라이트 내에 매우 작은 미세 버블이 존재하며 수분 증기가 버블 쪽으로 확산되어 버블이 성장하고 퍼라이트가 팽창하는 모델을 세워 팽창모사를 수행하였다. 수분증기의 확산으로 버블이 성장하여 퍼라이트가 팽창될 때 퍼라이트의 동적 온도는 감소하였다. 버블의 동적압력은 퍼라이트 용융상 내에서 수분 증기가 확산함에 따라 초기에는 증가하지만, 버블의 급격한 팽창 이후에는 오히려 감소함을 확인하였다.