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[국내논문] 최적의 타공판을 통한 열풍건조로 성능향상 연구
Performance Improvement of Hot-Air Dryer Through Optimum Round-Hole Plate 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.39 no.9, 2015년, pp.947 - 954  

서응수 (영남대학교 기계공학부) ,  김용식 (영남대학교 기계공학부) ,  황중국 (동아대학교 융합과학기술학과) ,  채영석 (영남대학교 기계공학부) ,  심재술 (영남대학교 기계공학부)

초록
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염료감응형 태양전지용 플렉시블 필름에 도포된 코팅물질의 균질한 코팅은 제품의 성능과 내구성과 매우 밀접한 관계가 있고, 균질한 코팅은 열풍건조로 노즐에서의 균일한 온도분포와 질량유량에 의해 얻어질 수 있다. 본 연구에서 열풍건조로의 성능향상에 영향을 주는 다양한 인자들에 대한 수치해석을 수행함으로써 열풍건조로 출구의 균일한 온도분포와 질량유량을 얻고자 하였다. 수치해석 모델은 유동방정식과 에너지방정식으로 구성되었고, 수치해석을 모델의 검증을 위해 수치해석 결과값과 실험결과를 비교하였다. 연구결과로서 열풍건조로의 타공판이 균일한 온도분포 및 질량유량에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The homogeneous coating of a flexible film that is applied to dye-sensitized solar cells is related to the performance and durability of the product. The applied coating is obtained from the uniform temperature distribution and the mass flow rate in the nozzle of the hot air dryer. In this study, we...

주제어

#전산유체해석   #열풍건조로   #온도 분포   #질량유량   #타공판  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 기존의 연구는 건조방법이나 대량생산 방법에 관한 연구와 식품건조의 연구가 주로 이루어지고 있으나 건조로 성능 향상을 위한 연구는 미비한 상태이다. 본 논문에서는 타공판의 유무가 건조로의 성능에 얼마나 영향을 끼치는지 수치해석 적으로 해석하였고 이를 검증하기 위해 실험적으로 얻은 데이터와 비교 검증하였다. 그리고 타공판의 구멍의 직경과, 구멍의 개수를 바꿔가면서 최적의 조건을 찾으려 한다.
  • 본 논문에서 실험은 수치해석과 비교하기 위하여 열풍건조로 노즐출구에서의 온도분포를 실험을 통하여 측정하였다. 우선 열풍건조로의 열원인 가스보일러로 공기를 가열하여 덕트를 통하여 뜨거운 공기는 열풍건조로로 이동하는데 이때 건조로 입구에서 온도를 측정하고 Fig.
  • 본 논문에서는 롤루롤 시스템의 건조공정의 하나인 열풍건조로 에서 코팅물질이 도포된 웹의 품질을 향상시키기 위하여 실험과 전산유체해석을 이용하여 분석하였다. 실험과 수치해석에서 총3개의 출구 중 양쪽 끝의 출구의 온도가 서로 대칭되게 분포되어 상당부분 일치하는 결과를 얻었고, 타공판을 사용하였을 때 열풍건조로의 입구아래에서 유동의 저항을 주어3개의 출구에서의 온도분포와 질량유량의 차이가 타공판을 사용하지 않았을 때 보다 좀 더 일정하게 분포되는 것을 확인하였다.

가설 설정

  • 열풍건조로 내부 유체는 정상상태이고, 비압축 성유체로 가정하였다. 열풍건조로 쪽 유동을 층류 유동(laminar flow)으로 고려하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
열풍건조로란 무엇인가 정밀코팅 공정에서 코팅물질을 건조하는 방법은 코팅물질에 따라 NIR건조, UV건조, 열풍건조 방식으로 연구되어왔다. 그 중에서 열풍건조로는 가스보일러를 열원으로 사용하여 열매유인 공기를 분사하여 건조공정전 단계에서 코팅물질이 도포된 웹(web)이라는 플라스틱 필름을 건조하는 방법이다. 열풍건조방법에는 여러 가지 방법이 있지만 크게 직접열풍건조 방법과 간접열풍건조방법으로 나눌 수 있다.
전자인쇄 기술은 어디에 적용되고 있는가 현재 전자인쇄 기술은 종래의 전기, 전자 산업에서 구현하기 힘든 유연성을 지닌 기판을 구현할수 있어서 OLED(organic light emitting diodes), RFID(Radio Frequency Identification) tags, 태양전지 (solar cell), 메모리(memory)등 여러 산업분야에서 적용되고 있다. 여러 가지 인쇄 기술 중에 그라비아(gravure)방식의 하나인 롤투롤(roll to roll)방식은 연속공정을 통하여 높은 생산성과 종래의 기술과 달리 생산비를 절감 할 수 있어서 전 세계 여러 산업분야에서 각광받고 있는 기술이다.
전자인쇄 기술 중 그라비아방식의 하나인 롤투롤방식이 전 세계 여러 산업분야에서 각광받는 이유는 무엇인가 현재 전자인쇄 기술은 종래의 전기, 전자 산업에서 구현하기 힘든 유연성을 지닌 기판을 구현할수 있어서 OLED(organic light emitting diodes), RFID(Radio Frequency Identification) tags, 태양전지 (solar cell), 메모리(memory)등 여러 산업분야에서 적용되고 있다. 여러 가지 인쇄 기술 중에 그라비아(gravure)방식의 하나인 롤투롤(roll to roll)방식은 연속공정을 통하여 높은 생산성과 종래의 기술과 달리 생산비를 절감 할 수 있어서 전 세계 여러 산업분야에서 각광받고 있는 기술이다.
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참고문헌 (10)

  1. Mujumdar, A. S., 1987, "Handbook of Industrial Drying," Marcel Dekker, Inc. 

  2. Strawinski, A., 1991, "Analysis of Paper Dryers Heat Consumption," Drying'91, pp. 567-590. 

  3. Stubbing, T. J., 1993, "Airless Drying: It's Invention, Method and Applications," Trans IchemE, Vol.71, Part A, pp. 488-495. 

  4. Kim, M.B., 1997, "Technology Status and Outlook for Domestic Dryers," KICHE, Vol.15, No.5, pp.398-403. 

  5. Kim, D.K., Kum, J.S., Kim, J.R., Kim, S.J., Chung, Y.H., Kim, D.K. and Kong, K.B., 2008, "Economic Evaluation Through Thermal Efficiency Elevation in Hot Air Drying Tower," KSFME, Jour. Fish. Mar. Sci. Edu., Vol.20, No.3, pp.500-507. 

  6. Kang, W.J. and Hwang, J., 2009, "Study on CFD Analysis of Dying Plant with Rotary Kiln Type for Eco-Industrial Park," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol.8, No.4, pp.61-68. 

  7. Hong, S.C., Lee, J.H. and Jung, G.Y., 2009, "A Study on the Drying Characteristics of Conductive Ink by oven Drying System and the Hot-air Drying System," Proceedings of the SAREK, pp.1429-1434. 

  8. Kim, Y.M., Hong, S.C. and Lee, J.H., 2010, "An Experimental Study on the Drying and Curing Characteristics of Conductive Metallic Ink Using Combined IR and Hot Air Type in the Roll-to-Roll System," Journal of the Semiconductor & Display Technology, Vol. 9, No.2, pp. 73-78 

  9. Seo, Y.H., Chang, Y.B. and Kim, C.W., 2010, "Analysis on Aerodynamic Characteristics of Drying Process in R2R Printed Electronics," Journal of the Korean Society for Precision Engineering, Vol.27, No.3, pp.95-103. 

  10. Kim, S., Cho, S.W., Park, E.G. and Lee, K.B., 2013, "Geometric Optimization of Industrial Dryer for Reduction of Energy Consumption," Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference, Vol. 13, pp.1521-1522. 

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