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소형 냉장고용 왕복동식 압축기의 열전달에 관한 수치해석 연구
A Numerical Study on Heat Transfer in a Reciprocating Compressor for a Domestic Refrigerator 원문보기

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.17 no.4, 2005년, pp.377 - 385  

심윤희 (경민대학 에너지환경과) ,  윤영 (삼성전자 DA총괄 RC개발) ,  박윤철 (제주대학교 기계에너지시스템공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

An analytical model was developed using the lumped mass parameter method to estimate temperature distribution of metal parts and refrigerant of the hermetic reciprocating compressor, All of the lumped mass has been equated with the first law of thermodynamics. In the delivered equation, correlations...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 430L급의 가정용 냉장고에 사용하는 R134a용 왕복동식 압축기에 있어서 압축기 내부에서의 열흐름과 온도분포를 수치모델을 개발하여 해석하였다.
  • 본 연구에서는 밀폐형 왕복동식 압축기의 내부 온도분포와 열전달량을 파악하기 위하여 압축기 내의 냉매, 고체부분 및 오일을 세분하여 검사체적을 나눈 다음 각각의 검사체적을 질량집중체 (lumped mass)로 유도하였다. 각각의 질량집중체 간의 열전달관계식을 열역학 저H법칙을 적용하여 검사체적만큼의 연립방정식을 수립한 후, 이 연립방정식의 해를 통하여 검사체적의 온도와 검사 체적 간의 열전달량을 계산하였다.
  • 본연구는 왕복동식 밀폐형 압축기에 대하여 압축기 내부의 온도분포 및 열전달 관계를 해석 할 수 있는 모델을 개발하고, 압축기의 효율 향상을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.

가설 설정

  • 본 수치해석에서는 압축기 내부를 냉매가스부분, 압축부와 모터를 포함한 고체부분 및 냉매오일부 분의 세 부분으로 분류하여 열회로망 이론을 적용 하였다. 각 분류 내에서 압축기 내의 기계요소의 기하학적인 형상을 기초로 하여 동일한 온도분포가 예상되는 부분을 하나의 질량집중처Hlumped mass)로 가정하였다.
  • 각 질량집중체간의 열전달계수에 영향을 미치는 냉매순환량은 홉입실 온도를 기준으로 가정하고 초기 가정한 값과 계산결과를 비교하여 반복 계산하는 방법으로 구한다.
  • 질량집중체 내의 모든 상태량은 평균값을 사용하였으며, 냉매에 대하여 냉매가 흡입되어 압축 과정을 거쳐 토출되는 단계를 13가지로 가정하고, 그 수만큼의 질량집중체를 선정하였다. 또한 고체부분은 형상에 따라서 16개의 질량집중체로 나누었으며, 오일의 경우에는 순환경로를 따라 3 가지 질량집중체로 나누었다.
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참고문헌 (10)

  1. Adair, R. P., Ovale, E. B. and Pearson, J. T., 1972, Instantaneous heat transfer to the cylinder wall in reciprocating compressors, Proceedings of the 1972 Purdue Compressor Technology Conference, Purdue University, pp. 521-526 

  2. Brok, S. W., Touber, S. and Van der Meer, J. S., 1980, Modeling of cylinder heat transfer- Large effort, Little effect?, Proc. of the Purdue Compressor Technology Conf., West Lafayette, pp.43-50 

  3. Recktenwald, G. W., Ramsey, J. P. and Patankar, S. V. 1986 Prediction of heat transfer in compressor cylinders, Purdue Compressor Technology Conference, pp. 159-169 

  4. Fagotti, F. and Prata, A. T., 1998, A new correlation for instantaneous heat transfer between gas and cylinder in reciprocating compressors, Proceedings of the 1998 International Compressor Engineering Conference ?at Purdue, Vol. 2, pp. 871-876 

  5. Cavallini, A., Del Col, D., Doretti, L., Rossetto, L., Longo, G. A., Pinto, A. D., Zannerio, A., 1998, Unsteady-state analysis of the compression cycle of a hermetic reciprocating compressor, Proceedings of the 1998 International Compressor Engineering Conference at Purdue, Vol. 2, pp. 883-888 

  6. Meyer, W. A. and Doyle, H., 1990, An analytical model of heat transfer to the suction gas in a low-side hermetic refrigeration compressor, International Compressor Engineering Conference at Purdue, pp. 898-907 

  7. Dietmar, E. B. L. and Manfred, K., 1990, Friction losses measurements on a reprocating compressor mechanism, Proceedings of the 1990 International Compressor Engineering Conference at Purdue, pp.741-748 

  8. Burmeister, L. C., 1983, Convective Heat Transfer, John Wiley & Sons, New York 

  9. Holman, J. P., 1986, Heat Transfer, 6th ed., McGraw-Hill, New York 

  10. Heat Transfer Data Book, 1990, Geneum Publishing Corporation, New York 

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