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문제 정의
- 본 연구에서는 새로운 히터구조가 기존의 히터구조에 비해 얼마나 최적의 온도조건을 유지할 수 있는지를 전산해석을 통하여 구하고자 하며, 이에따라 운전효율을 높일 수 있다는 것을 보이고자 한다.
- 본 연구에서는 유기물 분말의 사용 효율을 높이고증착의 균일도를 높이기 위한 서큘러소스의 새로운 히터구조를 제안하였다. 전산유체해석을 한 결과 기존의히터구조보다 유기물 분말의 다양한 높이에 대해 노즐의 온도를 최적상태로 유지할 수 있어서 유기물의 증착 균일도를 증가시킬 수 있음을 알았다.
가설 설정
- 노즐의중앙부에 큰 구멍이 있어서 대부분의 승화된 유기물이중앙부에서 나오지만 중앙의 큰 구멍 외에도 원주방향으로 여러 개의 작은 구멍을 뚫어 유기물이 넓고 고르게 기판에 증착되도록 한다. 노즐을 다공성의 물질로가정하여 열전도율을 그라파이트의 1/4로 가정하였다. 유기물이 증착되는 증착챔버의 내부는 KF 기압 정도의 고진공상태이므로 공기에 의한 전도와 대류는 거의 무시할 만하다.
- 소비전력은 10V가 인가되었을 때 36W 이다. 열은 히터코일에 의해 균일하게 발생하는것으로 가정하였다.
- 하우징 재질은 4겹으로 되어있어 열전도도는 아주 작다. 하우징 외벽으로부터는 상온의 주변으로 복사에 의해 열이 발산되는 것으로 가정하였다. 서큘러소스에 대한 지배방정식은 2차원 전도방정식으로 다음과 같다[6].
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