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문제 정의
- 또한 시설농업은 일정지역에 집중화되어 있어서 전기 온풍기가 많이 설비되어 가동될 경우 전력 수급에도 문제가 불가피하다. 본 연구에서는 고유가시대에 시설난방유류비를 절감하고, 전기 온풍기의 열량을 적절히 사용할 수 있는 겸용형 온풍기를 개발하고자 한다. 겸용형 온풍기의 작동 원리는 일반 유류 온풍기의 열교환기를 그대로 적용하고 열교환기의 주변의 공간을 적절하게 활용하여 전기 히터로 가열하는 열매체유를 저장하는 공간을 추가하여 설치한다.
- 전기로부터 얻은 에너지를 저장하는 열매체가 전기 히터와 연소가스에 의한 열전달로 인해 팽창하였을 경우 구조적으로 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 연구에서는 에너지 절감형 전기 유류 겸용 온풍기 설계 시 고려되어야 할 높은 열원에 대해 Ansys Workbench"】와 CFX[5]를 이용하여 열응력을 조사하여 구조적 안정성을 검토하여 설계에 반영하고자 한다.
- 본 연구에서는 겸용 온풍기 내부에 있는 열매체유와 연소가스에 대한 유동 및 열전달 특성을 파악하기 위해 연소가스 유동과 열매체유 유동을 동시에 해석하였다.
- 본 연구에서는 겸용 온풍기 내부의 연소 가스와 열매체 유의 유동을 해석하고, 이 결과를 토대로 열응력을 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
가설 설정
- 연소가스의 입구 조건은 온도와 압력을 각각 1600℃, 10bar로, 출구 조건은 대기압 상태로 연소가스가 배출되기 때문에 대기압 조건으로 설정하였다. 열매 체유의 입구 조건은 방열기에서 강제 대류에 의해 냉각된 온도를 50℃로 가정하였고, 열매체유 출구 조건은 펌프에 의해 작동되는 압력조건인 0.1bar 진공압력으로 하였다. 몸체와 열매체유, 몸체와 연소 가스가 접하는 부분에 대해서는 인터페이스를 설정하여 열전달 효과가 나타나게 하였다.
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