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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 권영철
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 선문대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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최근 국내외적으로 환경오염 문제에 대한 사회적 인식변화와 관련 법규의 강화로 공기조화관련 시설 및 설비 설계 시 우선적으로 환경오염 저감 및 제거방법들을 고려하여야 한다. 냉각수를 이용하는 공기조화 관련 설비에서는 불가피하게 수증기를 포함하고 있는 배기가스를 외부로 배출시키는 과정에서 배기가스에 다량의 수분이 포함되어 하얀 연기처럼 보이는 백연(plume)이 발생하게 된다. 따라서 백연현상을 대기오염의 원인들 중 하나로 인식되어 민원 등이 발생하여 백연저감을 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다.
백연 저감을 위한 여러 연구들 중에서 본 연구에서는 열교환기 형상변화를 통한 실험 및 수치해석으로 백연저감 능력이 우수한 파형 열교환기에 대한 연구를 수행하였다. 파형 열교환기를 개발하기 위한 연구로 실험용 열교환기를 제작하여 성능비교 실험을 수행하였으며, 파형 열교환기 피치 수 변화에 따른 유동해석을 조사하기 위해 SW(ANSYS Fluent)를 사용하여 전산해석을 수행하였다. 파형 열교환기의 피치 수에 따른 열유동 특성을 파악하기 위하여 3가지 전산해석을 진행하였다. 1) 파형 열교환기 피치 수, 작동 유체의 유입속도 변화에 따른 해석, 2) 백연 저감부의 시스템 변화에 따른 해석, 3) 파형 열교환기의 형상 최적화 해석을 통해 열유동 특성을 파악하였다.
본 논문에서는 파형열교환기 피치 수 4, 7, 10에 변화, 공기/물 유입속도 따른 열전달 및 압력강하특성을 파악하였으며 피치 수 10일 때 가장 높은 열전달 능력을 확인하였다. 백연 저감부 시스템에서는 열교환기 3개에 물을 독립적으로 유입하였을 때 우수한 열전달 능력을 보였으며 파형 열교환기의 형상 최적화에서는 피치 수 10에 필렛 13mm가 가장 높은 열전달 능력을 확인하였다.
본 연구를 통해 얻어진 전산해석과 실험결과를 기초하여 실제 백연 저감용 파형 열교환기 설계를 위한 기초 데이터로 활용하고자 하며 또한 최적설계방안을 도출해보고자 하였다.
백연 저감을 위한 여러 연구들 중에서 본 연구에서는 열교환기 형상변화를 통한 실험 및 수치해석으로 백연저감 능력이 우수한 파형 열교환기에 대한 연구를 수행하였다. 파형 열교환기를 개발하기 위한 연구로 실험용 열교환기를 제작하여 성능비교 실험을 수행하였으며, 파형 열교환기 피치 수 변화에 따른 유동해석을 조사하기 위해 SW(ANSYS Fluent)를 사용하여 전산해석을 수행하였다. 파형 열교환기의 피치 수에 따른 열유동 특성을 파악하기 위하여 3가지 전산해석을 진행하였다. 1) 파형 열교환기 피치 수, 작동 유체의 유입속도 변화에 따른 해석, 2) 백연 저감부의 시스템 변화에 따른 해석, 3) 파형 열교환기의 형상 최적화 해석을 통해 열유동 특성을 파악하였다.
본 논문에서는 파형열교환기 피치 수 4, 7, 10에 변화, 공기/물 유입속도 따른 열전달 및 압력강하특성을 파악하였으며 피치 수 10일 때 가장 높은 열전달 능력을 확인하였다. 백연 저감부 시스템에서는 열교환기 3개에 물을 독립적으로 유입하였을 때 우수한 열전달 능력을 보였으며 파형 열교환기의 형상 최적화에서는 피치 수 10에 필렛 13mm가 가장 높은 열전달 능력을 확인하였다.
본 연구를 통해 얻어진 전산해석과 실험결과를 기초하여 실제 백연 저감용 파형 열교환기 설계를 위한 기초 데이터로 활용하고자 하며 또한 최적설계방안을 도출해보고자 하였다.
목차
그림 목차 ⅲ표 목차 ⅵ국문 초록 ⅶ1. 서 론 11.1 연구배경 11.2 연구목적 및 개요 21.3 연구동향 32. 파형 열교환기 52.1 열교환기의 분류 52.2 파형 열교환기 소개 62.2.1 파형 열교환기 62.2.2 파형 열교환기 성능 향상 요소 73. 파형 열교환기 실험 및 전산해석 83.1 파형 열교환기 실험 83.1.1 실험 장치 83.1.2 실험 방법 및 절차 93.1.3 실험결과 113.2 파형 열교환기 전산해석 143.2.1 전산해석 이론 173.2.2 전산해석 및 절차 183.2.3 전산해석 결과 224. 백연저감 열교환기부 전산해석 384.1 백연 및 저감 방법 소개 384.2 열교환기부 전산해석 394.2.1 전산해석 및 절차 394.2.2 전산해석 결과 454.3 파형 열교환기 단품형상 변경 전산해석 594.3.1 전산해석 및 절차 594.3.2 전산해석 결과 625. 결론 756. 참고문헌 77
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