• 제목/요약/키워드: 응고잠열

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이중관형(二重管形) 잠열축열장치(潜熱蓄熱裝置)의 전열특성(傳熱特性)에 대(對)한 실험적(實驗的) 분석(分析) (Experimental Analysis on the Heat Transfer Characteristics of the Double Pipe Heat Exchanger for Latent Heat Storage)

  • 김영복;송현갑
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제14권1호
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    • pp.24-32
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    • 1989
  • 고밀도(高密度)의 열(熱)에너지를 저장(貯藏)하기 위(爲)한 잠열축열장치를 설계(設計), 제작(製作), 작동(作動)하는 경우 잠열축열장치의 사용목적(使用目的)에 적합(適合)한 최적설계(最適設計)와 그 효율적(效率的)인 이용(利用)을 위(爲)해서는 그 부열특성(傅熱特性)이 규명(糾明)되어야 한다. 본(本) 연구(硏究)에서는 실용화(實用化)에 필요(必要)한 이중관형(二重管形) 잠열축열장치의 방열과정(放熱過程)에서의 부열특성(傅熱特性)을 이차원적(二次元的)으로 실험(實驗) 분석(分析)하였으며, 시간변화(時間變化)에 따른 잠열재의 온도변화(溫度變化)와 응고율(凝固率)이 실험분석치(實驗分析値)와 이론분석치(理論分析値)에 있어서 잘 일치하였다. 한편 응고율(凝固率), 방열율(放熱率), 물의 온도변화(溫度變化)에 대(對)한 분석(分析)을 하였다.

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2종류 잠열축열재의 혼합물에 대한 융해거동 (Melting Behavior of Compound of 2 kinds of Latent Heat Storage Materials)

  • 유직수;호리베 아키히코;하루키 나오토
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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    • pp.207-207
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    • 2011
  • 본 논문은 공장 등에서 버려지는 중온온도영역($100{\sim}250^{\circ}C$)에서의 패열을 잠열축열 시스템에서 유용하게 사용을 목적으로 잠열축열재인 에리스리톨와 만니톨 그리고 이것들을 혼합한 혼합물에 대한 조사에 관한 것이다. 또한, 만니톨에 에리스리톨을 첨가하는 것에 의해 융해 응고온도가 조정의 가능성에 대해서도 조사한다. 이때 에리스리톨과 만니톨 그리고 이것들의 혼합물의 융점과 잠열량은 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 측정되며, 시험관안에 상변화물질을 충전하여 융해 응고거동을 디지털 카메라를 이용하여 관찰 된다. DSC측정결과에서는 만니톨의 함유량이 50~60mass%에서는 3개의 융점, 70~90mass%에서는 2개의 융점을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한 시험관을 이용한 실험결과에서는 만니톨의 함유량에 따라서 각 각 다른 융해 응고거동이 일어나는 것을 확인할 수 있었다.

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잠열저장패널이용 바닥난방공간의 실내온도분포에 관한 연구 (Indoor Air Temperature Distribution in a Floor Heating Space with PCM Panels)

  • 조수;손장열
    • 태양에너지
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    • 제12권1호
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    • pp.59-71
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    • 1992
  • 본 연구는 주거용건물에서의 난방용에너지 소비량절감 및 실내환경의 쾌적도 향상을 목적으로, 잠열재 용기의 축열 및 방열특성을 파악한 후, 잠열저장패널을 이용한 바닥난방공간의 실내온도분포를 분석하였다. 잠열저장패널의 특성을 구명하기 위해서는 패널의 가열시간에 따른 잠열재의 융해 및 응고특성에 대해 실험 분석하고 실험건물을 이용하여 잠열저장패널을 설치한 실내공간의 온도분포에 대해 실험 분석하였다.

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상변화와 접촉을 고려한 축대칭 주조 응고공정의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Solidification Processes of Axisymmetric Castings Considering Phase Change and Contact)

  • Ghoo, B.Y.;Keum, Y.T.;Lee, J.K.
    • 한국정밀공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.126-141
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    • 1997
  • The purpose of this research is to develope a FEM program for analyzing solidification processes of axisymmetric casting, considering phase changes and the contact between the metal and mold. Tempera- ture recovery method is employed fro considering the phase changes releasing the latent heat and the coin- cident node method is used for calculating the amount of heat transfer between the metal and mold. Tan- gent modulus algorithm is adopted for calculating flow stress and a gap element is employed for modeling the interface between the mold and metal in finding deformed shapes. In order to verify the developed program, axisymmetric aluminum and steel casting processes are simulated. Temperature distribution, phase front position, and shrinkage and porosity creation are compared with measurements, FIDAP results, and good agreements are examined.

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새로운 응고 모델을 적용한 Czocgralski 단결정 성장 공정 모사 (The Transient Simulation of Czochralski Single Crystal Growth Process Using New Solidification Model)

  • 이경우;윤종규
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.74-81
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    • 1991
  • Czochralski 단결정 성장계에서 유체동의 표면 복사열전달을 고려하여 온도분포를 모사하였다. 복사열전달 고려시 표면요소들의 view factor를 고려하였다. 고-액의 2상은 고상에 가상적으로 매우 큰 점성을 부여하여 연속의 단상으로 처리하였으며 응고시 잠열은 반복열량 방출법을 개발하여 처리하였다. 본 연구에서 개발한 응고 모델을 증명하기 위하여 Ca 금속의 용융에 적용하여 실험결과와 비교한 결과 잘 맞는다는 것을 알아낸 후 본 모사 프로그램을 Cz계에서 Al금속의 단결정 성장에 적용하였다.

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쌍롤식 박판 연속주조공정에 있어서 용탕과 냉각롤의 접촉 열저항을 고려한 전열해석 (Thermal Analysis on Twin-Roll Type Strip Continuous Casting Process Considering Contact Thermal Resistance between Molten Metal and Cooling Roll)

  • 김영도;강충길
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권1호
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    • pp.189-205
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    • 1996
  • The twin-roll type strip continuous casting process(or direct rolling process) of steel materials is characterized by two rotating water cooled rolls receiving a steady supply of molten metal which solidifies onto the rolls. A solidification analysis of molten metal considering phase transformation and thermofluid is performed using finite diffefence method with curvilinear coordinate to reduce computing time and molten region analysis with arbitrary shape. An enthalpy-specific heat method is used to determine the temperatures inthe roll and the steel. The temperature distribution of cooling roll is calculated using two dimensional finite element method, because of complex roll shape due to cooling hole in rolls and improvemnt accuracy of calculation result. The energy equaiton of cooling roll is solved simultanuously with the conservation equaiton of molten metal in order to consider heat transfer through the cooling roll. The calculated roll temperature is compared to experimental results and the heat transfer coefficient between cooling roll surface and rolling material(steel) is also determined from comparison of measured roll temperature and calculated temperature.

응고/융해 잠열을 이용한 위성용 열제어장치의 실험적 연구 (Satellite Thermal Control Device Enhanced by Latent Heat of the Phase Change Material)

  • 김태수;신윤섭;김택영;서정기;현범석;전형열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권10호
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    • pp.887-894
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    • 2016
  • 고상-액상 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 이용한 위성부품 열제어장치를 설계 및 제작하였으며 열환경시험을 수행함으로써 온도제어 성능을 분석하였다. 설계온도에 부합하는 n-Hexadecane을 PCM으로 채용하였고, 낮은 열전도도를 보완하기 위하여 내부에 전열휜이 장착된 용기를 Al6061로 제작하였다. 위성에 장착하였을 때와 동일한 작동조건을 확보하기 위하여, 부품과 방열판 사이를 열관으로 연결하였으며 열관의 단열부가 관통하도록 PCM 열제어장치를 설치하였다. 동일한 모양과 부피의 열적완충질량(TBM, Thermal Buffer Mass)도 제작하여, 주기적인 가열-냉각 실험을 수행하였다. 실험결과 상변화 잠열에 의한 PCM의 열제어 성능을 확인할 수 있었으며, TBM에 비하여 질량과 보온히터의 소모전력을 절감할 수 있음을 확인하였다.

온도-엔탈피 관계를 이용한 응고과정의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Solidification Process Using the Temperature-Enthalpy Relationship)

  • 조성수;하성규
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제23권10호
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    • pp.1213-1222
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    • 1999
  • A finite element method is developed for calculating the temperature and enthalpy distribution and accordingly the solid, liquid and mushy zone in a three-dimensional body subjected to any heat boundary conditions. The method concurrently consider both temperature and enthalpy for consideration of the latent heat effect, differently from other methods of using a special energy balance equation for solving a mushy zone. The developed brick element has eight nodes with one degree of freedom at each node. The numerical method and procedure are verified using the results of one and two dimensional analytic solutions and by other researchers. It is shown that the present method presents a consistent and stable results in either abrupt or ranged phase change problems. Moreover, the numerical results by the present method are hardly effected by the calculation time steps which otherwise are difficult to determine in most phase change problems. Finally, as a three-dimensional application, a T-shaped body of a phase change is presented and the temperature and enthalpy variation along the time are solved.

개량된 등가비열법을 이용한 상변화 열전달의 수치해석 (Application of the Modified Equivalent Specific Method to the Phase Change Heat Transfer)

  • 목진호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권7호
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    • pp.814-819
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    • 2005
  • The phase change heat transfer has been applied to the processes of machines as well as of manufacturing. The cycle in a heat exchanger includes the phase change phenomena of coolant for air conditioning, the solidification in casting process makes use of the characteristics of phase change of metal, and the welding also proceeds with melting and solidification. To predict the phase change processes, the experimental and numerical approaches are available. In the case of numerical analysis, the Enthalpy method is most widely applied to the phase change problem, comparing to the other numerical methods, i.e. the Equivalent Specific Heat method and the Temperature Recovery method. It's because that the Enthalpy method is accurate and straightforward. The Enthalpy method does not include any correction step while the correction of final temperature field is inevitable in the Equivalent Specific Heat method and the Temperature Recovery method. When the temperature field is to be used in the calculation, however, there must be converting process from enthalpy to temperature in the calculation scheme of Enthalpy method. In this study, an improved method for the Equivalent Specific Heat method is introduced whose method dose not include the correction steps and takes temperature as an independent variable so that the converting between enthalpy and temperature does not need any more. The improved method is applied to the solidification process of pure metal to see the differences of conventional and improved methods.

FDM에 의한 응고해석시 계산시간 단축을 위한 음적해법의 적용과 잠열처리방법 (Reduction of Computing Time through FDM using Implicit Method and Latent Heat Treatment in Solidification Analysis)

  • 김태규;최정길;홍준표;이진형
    • 한국주조공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.323-332
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    • 1993
  • An implicit finite difference formulation with three methods of latent heat treatment, such as equivalent specific heat method, temperature recovery method and enthalpy method, was applied to solidification analysis. The Neumann problem was solved to compare the numerical results with the exact solution. The implicit solutions with the equivalent specific heat method and the temperature recovery method were comparatively consistent with the Neumann exact solution for smaller time steps, but its error increased with increasing time step, especially in predicting the solidification beginning time. Although the computing time to solve energy equation using temperature recovery method was shorter than using enthalpy method, the method of releasing latent heat is not realistic and causes error. The implicit formulation of phase change problem requires enthalpy method to treat the release of latent heat reasonably. We have modified the enthalpy formulation in such a way that the enthalpy gradient term is not needed, and as a result of this modification, the computation stability and the computing time were improved.

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