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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 허남건
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 서강대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수10
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최근 삶의 질 향상으로 인해 에어컨과 온풍기와 같은 냉난방 시스템들이 일상생활에서 널리 사용되고 있으며, 고유가 시대를 맞아 에너지 절약을 위하여 냉난방 시스템에도 변화가 사회적 문제로 대두되고 있다. 이에 냉난방 시스템의 성능을 향상시키기 위한 노력이 계속되고 있다. 특히, 에어컨 시스템의 주요 구성품인 압축기는 증발기를 통해 나온 냉매를 고온, 고압 상태로 응축기로 전달하기 위한 장치이다. 이 때, 냉매의 압축하기 위하여 스크롤 타입의 압축기가 사용되고 있다. 이에 회전을 포함하는 압축기의 원활한 작동을 위하여, 윤활 오일은 압축기 내 회전 영역의 윤활을 위하여 공급되어 사용되고 있다. 이 때, 압축기를 통과하는 냉매와 공존해 있는 윤활 오일이 냉매 유동 특성의 영향으로 압축기를 빠져 나와, 냉방 시스템의 다른 구성품으로 전달될 수 있다. 이때 오일과 냉매의 토출량의 합과 오일의 토출량의 비율을 OCR(Oil Circulation Rate)이라 하며, 이와 같이 압축기로부터 오일이 토출될 경우, 압축기 내 윤활 오일의 부족으로 인해 압축기 성능 및 신뢰성이 저하되기 때문에,OCR 을 감소시키기 위해 다양한 연구가 활발히 수행되고 있다. 본 연구에서는 횡형 스크롤 압축기에서 로터를 회전시키는 구동부를 대상으로, 압축기 내부의 오일과 냉매의 2상 거동 특성 예측을 위해 압축기 내부 다양한 장치에서의 유동 특성 분석 및 토출되는 오일과 냉매의 량을 분석하고자 하였다. 초기 분리되어있던 2개의 상의 혼합 및 압축기 후면부의 사이클론 방식의 오일 분리기에 의한 재분리의 거동을 표현하기 위해, Eulerian multphase 모델을 사용하였으며, 냉동 사이클를 순환하는 오일과 냉매에 대한 구동부 입구에서의 경계조건을 정의하기 위해, 입구에서의 오일과 냉매의 유입유량은 토출되는 오일과 냉매만큼 유입되도록 설정하였다. 이러한 수치해석 기법을 이용하여 수행한 해석의 검증을 위해, 토출되는 오일과 냉매의 유량을 이용하여 오일순환률(OCR)을 구하여 실험과 비교하여 수치해석 방법의 타당성을 검증하였다. 검증된 수치해석 기법을 기반으로 초기 오일 봉입량 및 로터의 회전속도 변화에 따른 해석을 수행하였다. 이러한 결과를 통해서, 횡형 스크롤 압축기 내부 오일과 냉매의 거동 특성 예측하기 위한 기반 기술을 정립하였으며, 이를 토대로 변형을 방지하기 위한 대안을 제시할 수 있었다. 본 연구는 횡형 자동차 압축기 내부의 오일 및 냉매 거동에 대한 수치해석 기법 정립 및 최적화에 대한 자료로 활용 될 것으로 사료된다.
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