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구동조건에 따른 전자레인지 내부 온도 분포
Temperature Distributions of Inner Microwave for Various Working Conditions 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.34 no.6, 2010년, pp.792 - 797  

최윤환 (부경대학교 스마트기계사업단) ,  김동균 (동명대학교 기계공학과)

초록
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가정용 조리기구인 전자레인지는 구동시 필요한 고주파의 형성을 위하여 고전압 발생장치와 고 전압 축전지 등의 장치가 사용된다. 이 장치들은 높은 전압에서 구동되기 때문에 다량의 열에너지를 방출한다. 따라서 방출된 열에너지는 전자레인지 본체의 온도를 상승시키는 요인이 된다. 본 연구에서는 쿨링팬 구동조건과 열에너지 발생조건에 따른 전자레인지 내부의 온도 분포를 해석하였다. 해석결과 쿨링팬에서 유출되는 공기의 속도가 증가함에 따라 내부 온도가 감소하는 것을 확인하였으며 감소하는 정도를 정량적으로 분석하였다. 그리고 열에너지 방출량을 조정하여 내부 온도분포를 조사하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Microwave oven and household cooker are devices of high voltage producer and high voltage storage batteries respectively for formation of necessary high frequencies at drive. These devices emit much heat energy because they are run at high voltages. Therefore, emitted heat energy becomes a factor th...

주제어

#마그네트론   #전자레인지   #고전압 변압기   #고전압 축전기   #냉각팬   #전산유체역학  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 쿨링팬 구동에 따른 전자레인지 내부 온도분포에 대한 기존연구는 그다지 많지 않으며, 전자레인지 내부의 가열물의 높이 변화에 따른 조리 특성에 대한 실험적 연구가 금준석[5∼6] 등에 의해 행해졌다. 따라서 본 연구에서는 CFD를 활용하여 마그네트론과 HVT 그리고 쿨링팬의 구동조건에 따른 전자레인지 내부 온도를 해석하여 전자레인지 설계시 사용할 기초 데이터를 확보하기 위해 수행되었다.
  • 본 연구에서는 열원의 세기와 냉각팬의 조건에 따른 전자레인지 내부 온도장을 조사하였으며 이에 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.
  • 25, 1, 2[m/s]로 변화시켜 해석을 수행하였으며 X, Y, Z 방향에 대한 온도분포를 Figure 4에 도시하였다. 본 연구에서는 풍속 또는 열원의 변화에 따른 전자레인지 내부의 온도 분포를 예측하는 것을 목적으로 하기 때문에 정상 상태 유동으로 가정하고 해석을 수행하였다.

가설 설정

  • 2. 상·하부의 온도 편차를 줄이기 위해서는 쿨링팬의 각도를 하부로 향하는 방향으로 조정해야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전자레인지의 발생열을 배출하는 가장 대표적인 방식은 무엇인가 마그네트론, HVT 그리고 HVC 중에서 마그네트론과 HVT는 전자레인지 구동시 고전압으로 인하여 많은 열을 방출하기 때문에 전자레인지가 오작동하거나 수명이 단축되는 것을 방지하기 위하여 적절한 방식을 사용하여 열을 배출시켜야 한다. 발생열을 배출하는 가장 대표적인 방식이 쿨링팬을 이용하는 것이며, 쿨링팬에 의해 형성된 기류는 차가운 외부의 공기와 열교환을 통해 전자레인지 내부 및 마그네트론과 HVT 주위 온도가 일정 수준 이상으로 상승하는 것을 방지하게 된다. 그러나 음식을 조리하는 경우 여러 가지 조건에 따라 전압이 달라지게되며 마그네트론과 HVT에서 발생하는 열량도 변하게 된다.
전자레인지의 내부 경계면을 4가지로 분류하라 Figure 1에서와 같이 내부의 경계면은 크게 4가지 영역으로 나눌 수 있다. 첫 번째는 상면에 존재하는 히터영역(Upper heater)이며 HVT 영역에 해당한다. 두 번째는 하면에 존재하는 히터(Lower heater)이며 HVC에 해당한다. 세 번째는 후면에 위치하는 쿨링팬(Cooling fan)이며 팬을 통하여 비교적 낮은 온도의 외기가 유입된다. 마지막으로 유입된 공기가 유출되는 상부에 위치한 통기구(Outlet)이다.
전자레인지란 무엇인가 주방에 사용되는 대표적인 백색 가전제품인 전자레인지는 마그네트론(Magnetron)이라 불리는 고주파 발생장치에 의해 생성된 고주파를 이용하여 음식물을 가열하여 조리하는 장치이다[1∼2]. 전자레인지를 구성하는 부품은 여러 가지가 있으나 가장 핵심적인 부품은 고주파를 발생시키는 마그네트론이다.
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참고문헌 (6)

  1. V. D. Rebert, "Microwave foods", Food & Nutrition Press, Inc., pp. 67, 1992 

  2. J. Rice, "Coated aluminum tray with protection dome tops", Food processing, vol. 45, no. 112, 1984 

  3. J. Rice, "GF breaks new ground in convenience packaging", Food processing, vol. 47, no. 21, 1986 

  4. C. M. Olsen, "Microwave inhibit bread mold", Food engineering, vol.37, no.51, 1995 

  5. 금준석, 이창호, 한억, "마이크로파 해동에서 냉동식품의 해동높이 변화가 해동 후 품질에 미치는 영향", 한국식품영양과학회지, 제27권 제1호, pp. 109-114, 1998 

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  6. 금준석, 하태열, 한억, "전자레인지 내부에서 가열 높이 변화가 품질 특성에 미치는 영향", 한국식품영양과학회지, 제27권 제3호, pp. 489-494, 1998 

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