[논문]근 적외선 건조기의 건조특성에 대한 연구

장영석

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Near Infrared Ray (NIR) are primarily of interest to the high energy physicist. It is the intermediate portion of the spectrum, which extends from approximately 0.8 to 1.5 ${\mu}m$ and include a portion of the all of infrared, that is thermal radiation and is pertinent to heat transfer. I...

Near Infrared Ray (NIR) are primarily of interest to the high energy physicist. It is the intermediate portion of the spectrum, which extends from approximately 0.8 to 1.5 ${\mu}m$ and include a portion of the all of infrared, that is thermal radiation and is pertinent to heat transfer. It is important to study that temperature distribution of the drying materials by surface encompasses a range of NIR wave lengths. This study is to investigate the characteristics of NIR dryer by experimental results. it was made a comparison with various textiles, velocity ratio and distance of lamp and textiles. In case of spongy type textile the drying performance is the superior of all. The 0.15m distance drying effect of improvement 30% more than 0.26m distance between lamp and textiles. As the contained water increases, the drying speed for textile can be increased.

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문제 정의

본 연구는 근 적외선을 이용하여 염색 후 섬유를 건조할 때 근적외선이 건조에 미치는 영향을 연구하는 것을 목적으로 한다. 연구인자는 섬유의 건조 시간, 섬유표면에 가해지는 풍속, 근적외선 램프의 거리 등에 따르는 건조에 미치는 온도 및 수분 증발량을 실험적으로 연구하여 근적외선 건조기의 기본 자료로 사용코자한다.
것을 목적으로 한다. 연구인자는 섬유의 건조 시간, 섬유표면에 가해지는 풍속, 근적외선 램프의 거리 등에 따르는 건조에 미치는 온도 및 수분 증발량을 실험적으로 연구하여 근적외선 건조기의 기본 자료로 사용코자한다.

제안 방법

실험은 그림 2처럼 실험 장치를 만들고 근적외선 램프와 피 건조물사이의 거리, 풍속에 따르는풍량을 섬유종류별 수분의 증발량과 온도의 변화를 측정하여 실험의 측정값으로 하였다. 전력량은 1.
전력량은 1.5kW로 고정하였고 송풍은 풍속 Om/s, 0.2m/s, 0.4m/s 그리고 0.6m/s로 변화를 주었다. 베드속도 0.
측정값은 정상 점에 이르는 값과 1회의 측정회수를 기준으로 하여 증발된 량을 계량하였다.
풍속의 측정기는 LTS (Veldci call Plus) 를 사용하였고, 온도측정기는 다점온도기록계 (Prema, 20 channel, MC₈₀47)을 사용하였다. 그리고 전력측정기는 왓트메타(DW-6060)을 사용하였다.
그리고 D(Cotton, 1O'S Twill)는 미색으로 표면이 딱딱하고 견고한 재질로 되어 있다. 피 건조물을 이송은 베드부와 이들을 제어할 수 있는제어부로 하여 피 건조물이 이송되어 실험할 수 있도록 하였다.

대상 데이터

그림 2는 본 연구에 사용된 실험장치로서 장치의구성은 구동부, 발열부, 베드부 그리고 제어 부분으로 나눈다. 구동부는 서보모터에 의해서 베드 속도를 제어되도록 하며, 발열부는 근적외선(NIR) 램프를 천정의 반사판으로 부터 반사되도록 하며, 송풍은 천정에서 최대 풍속 2m/s 이 본 실험에 사용된 피 건조물의 종류는 섬유를 사용하였으며, 섬유는 특징이 있는 4종류 택하고 모두 표면적이 0.
섬유는A{PET(GTme아!)} B(PET(C-mesh)}, C(Cotton(23 s Twill) 그리 D (Cotton, 1O'S Twill) 이며, 그 외관 특징으로 A(PET(GT mesh)}는 폴리에스텔로서 무게가 가볍고 수분함량이 적은 섬유이며, B(PET(C-mesh))는 부드러운 천이며 폴리에스텔에 해당하는 검정색으로 부피가큰 섬유이며, C(Cotton, 23 s Twill)는 엷고 두께가 엷으며 하늘색이다. 그리고 D(Cotton, 1O'S Twill)는 미색으로 표면이 딱딱하고 견고한 재질로 되어 있다.

성능/효과

1. 피 건조물에 대한 램프의 거리가 가까울수록 건조속도는 증가하며, 0.15m인 경우는 0.26mr 것 보다 32%의 건조 효과가 있었다.
2. 건조를 위한 풍속은 적절한 량이 필요하고 본 연구 범위에서 0.2m/s일 때가 최상이었다.
3. 건조기벽면의 온도는 정상점이 6분이 내에 도달할 수 있었고 건조작업을 위한 예열시간을 단축할 수 있는 건조시스템 임을 확인하였다.
4. 함수율이 높을 섬유일수록 건조속도가 증가하였다.
섬유건조물의 특징은 함수량이 많은 상태이나 그 성분이 물과의 친화성이 있어서 흡수력이 크고 때문 증발량이 대체적으로 적은 상태이다. 따라서 건조과정마다 수분의 건조율이 같은 경향으로 보이며 14g에서 18g 사이로 나타나고 있으나 거리변화 별로 건조량을 보면 역시 램프와 가까울수록 그 증발량은 증가하는 것으로 보여 진다.

참고문헌 (6)

Frank P. Incropepa, Fundamentals of heat transfer, John Wiley & Sons, pp629-672
松尾陽, 太陽 에너지 핸드북, pp821-846
Motohashi, K.: General-Purpose Far Infrared Ray Dryer, JOURNAL-JAPANESE SOCIETY OF AGRICULTURAL MACHINERY, 2001, 63(5)

상세보기
박승제, 열풍과 원적외선 겸용 연속식 백삼 건조기의 개발, 한국농업기계학회지, 2000, 25(2), pp 115-122

원문보기 상세보기
Y.H.Kim, Development of Far Infrared Ray Dryer for Agricultural Products, 농업기계학회지, 1996,pp937-946
Holman, Heat Transfer, 8th edition, pp587-725

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