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문제 정의
- 이를위해 축방향 길이 변화에 따른 유리관 표면의 온도 변화, 시스템이 얻은 열량에 대한 열 손실의 비및 복사 열손실을 고려하였을 때 공기의 출구 평균 온도를 알아보았다. 그리고 이를 통해 집열 시스템의 적절한 구성을 위한 설계점에 대해 알아보았다.
- 본 연구에서는 내관으로 이 중 유체관을 이용하는 경우에 대해 수치 해석을 기본으로 하여 집열관의 성능을 조사. 연구하여 진공 유리관 형태 양열집열기의 최적 설계기술을 도출하고자 한다.
- 성능을 조사. 연구하여 진공 유리관 형태 양열집열기의 최적 설계기술을 도출하고자 한다. 우선, 집열관의 성능을 알아보기 위한 변수로써 구리관의 길이, 두께, 직경 및 작동 유체인 공기의유량 등과 같은 작동 변수와 설계 변수의 변화에따른 집열관의 열성능을 알아보고자 한다.
- 연구하여 진공 유리관 형태 양열집열기의 최적 설계기술을 도출하고자 한다. 우선, 집열관의 성능을 알아보기 위한 변수로써 구리관의 길이, 두께, 직경 및 작동 유체인 공기의유량 등과 같은 작동 변수와 설계 변수의 변화에따른 집열관의 열성능을 알아보고자 한다. 이를위해 축방향 길이 변화에 따른 유리관 표면의 온도 변화, 시스템이 얻은 열량에 대한 열 손실의 비및 복사 열손실을 고려하였을 때 공기의 출구 평균 온도를 알아보았다.
- 이 연구에서는 구리관의 길이, 두께, 직경과 같은 설계변수와 작동 변수인 공기의 유량이 집열기의 열성능에 미치는 영향을 Cosmos/Flow라는 FEM 상용코드를 사용하여 수치 해석적으로연구하였다. 표 2에서는 이 연구에서 기준으로삼은 설계조건과 작동 조건, 그리고 이 조건들의변화를 명시하였다.
가설 설정
- 계산 결과의 정확성을 크게 잃지 않으면서 계산과정을 간단히 하기 위해 몇 가지가정을 하였는데 우선, 모델에서 일어나는 모든 과정을 정상 상태라 가정하였다. 그리고 유리관의 바깥 표면은 진공 상태이기 때문에 대류에 의한 열 손실은 없다고 가정하였다, 반면 구리관과 유리관에서 일어나는 복사열 손실은 고려하였다.
- 계수는 1로 가정하였다. 그리고 구리관이평평하지 않기 때문에 실제 집열기의 구리관 바깥쪽 표면에 열유속이 균일하게 가해지지는 않지만여기서는 경계조건으로 균일한 열유속이 가해진다고 가정하였다. 그리고 이것은 구리관의 전도도가 매우 높기 때문에 합리적인 가정이라 할 수 있다.
- 가정하였다. 그리고 유리관의 바깥 표면은 진공 상태이기 때문에 대류에 의한 열 손실은 없다고 가정하였다, 반면 구리관과 유리관에서 일어나는 복사열 손실은 고려하였다.
- 06으로 하였다. 그리고 유리관의 투과율은 0.91, 흡수율은 0.018로 가정하였다 :⑸
- 표 2에서는 이 연구에서 기준으로삼은 설계조건과 작동 조건, 그리고 이 조건들의변화를 명시하였다. 또, 구리관 표면에 선택 흡수코팅을 하였다고 가정하여 구리관의 흡수율은 0.93, 방사율은 0.06으로 하였다. 그리고 유리관의 투과율은 0.
- 복사열 손실의 계산시 집열기 튜브와 주변과의형상 계수는 1로 가정하였다. 그리고 구리관이평평하지 않기 때문에 실제 집열기의 구리관 바깥쪽 표면에 열유속이 균일하게 가해지지는 않지만여기서는 경계조건으로 균일한 열유속이 가해진다고 가정하였다.
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