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자동차 에틸렌글리콜 부동액의 혼합 농도 측정 장치 개발
Device Development of Mixture Concentration of Ethylene Glycol Antifreeze Coolant for Vehicles 원문보기

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.28 no.8, 2016년, pp.331 - 336  

이대웅 (한온시스템 연구본부 한국연구센터) ,  이은웅 (충남테크노파크 자동차센터)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study presents a coolant density calculation device and its corresponding method by using a mass flowmeter and the LabVIEW program. The method can be easily measured with a mixture of coolant and by calculating the percentage of ethylene-glycol without additional investment. The cooling water i...

주제어

#부동액   #증류수   #에틸렌글리콜   #혼합 농도   #부피비  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 자동차 엔진의 냉각 장치인 라디에이터 또는 실내에 난방을 공급하는 히터코아 열교환기의방열성능과 내구성능을 시험하는 설비에서 냉각수 농도를 정밀하고, 보다 쉽게 측정할 수 있는 방법에 대하여 연구 하였다. 차량용 냉각수는 에틸렌글리콜과 증류수를 혼합한 부동액을 사용 하였으며, 냉각수의 보충 또는 장시간 운전시 노화 등으로 인하여 농도가 변경 되면 냉각 성능이 달라지게 되고, 이는 열교관기 성능과 내구 수명에 영향을 미치게 된다.

가설 설정

  • 자동차에서 사용하는 냉각수는 엔진의 부식과 동파를 방지하기 위하여 에틸렌글리콜과 증류수를 혼합한 부동액을 사용하며, 사용온도 범위가 보통 80~90℃ 이상의 고온에서 사용된다. 따라서 시험 장치에서도 내연 기관을 순환하는 냉각수를 모사하여 40~90℃의 범위에서 부동액의 농도를 측정하는 것으로 선정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
냉각수를 연구함에 있어, 신뢰할 수 있는 계측기에서 실시간으로 부동액의 농도를 측정해야 하는 이유는 무엇인가? 차량에서 라디에이터는 엔진을 냉각하는 열교환기로 냉각수로 사용되는 부동액의 온도차가 성능을 결정 하기 때문에 온도에 따라 달라지는 부동액의 밀도차가 부동액의 혼합비에 미치는 영향은 매우 중요하다. 따라서 신뢰할 수 있는 계측기에서 실시간으로 부동액의 농도를 측정할 수 있어야 하지만, 실시간으로 부동액의 농도를 측정하기 위해서는 많은 비용이 소요되며, 이와 같은 측정 계측기를 제공하는 대부분은 외국기업들이다.
부동액의 주요 기능은 무엇인가? 자동차에서 주로 사용되는 부동액은 증류수(DI water) 와 에틸렌글리콜(EG, ethylene glycol)을 혼합하여 사용하며 주요 기능은 자동차 엔진의 부식방지와 냉각수의어는점을 낮추어 동파를 방지하는 것이다. 이와 같이 엔진의 냉각수로 사용되는 부동액은 냉각수 온도와 부동액의 농도에 따라 차량의 연비와 내연기관의 냉각성능에도 영향을 미치게 된다.
에틸렌글리콜의 혼합비율을 증가하면 어떤 문제가 발생하는가? 부동액의 농도는 증류수와 에틸렌글리콜의 혼합비율을 의미하며, 에틸렌글리콜의 혼합비율을 증가하면, 빙점과 비등점이 높아져 엔진의 온도가 올라가게 되고, 이는 냉각수로의 전열량 감소로 이어져 라디에이터 (radiator)의 방열성능 저하로 이어진다. 흔히 부동액 혼합비는 체적비로 50% 정도로 사용되며, 이때 부동액의 혼합 농도는 굴절계 농도 측정 장치를 이용하여 부피 비율을 측정하고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. Ryu, T. Y., Sin, S. Y., and Choi, J. K,, 1994, Effect of antifreeze concentration on engine and vehicle cooling performance, KSAE, Engine and pollution session symposium, Vol. 16, No. 6, pp. 27-34. 

  2. Ryu, T. Y., Hyun, E. H., and Choi, J. K., 1999, Comparison of engine and vehicle cooling performance with ethylene glycol coolant and prophylene glycol coolant, Tansactions of KSAE, Vol. 7, No. 2, pp. 193-201. 

  3. Kim, Y. and Bae, D., 1999, Effect of the anti-freeze coolant on the corrosion resistance of aluminum cylinder heads, Transactions of KSAE, Vol. 7, No. 5, pp. 89-95. 

  4. Cho, W., Kim, H., and Lee, K., 2009, An experimental study on the improvement of fuel economy according to coolant and oil temperature, Transactions of KSAE, Vol. 17, No. 1, pp. 72-79. 

  5. Majid, R. and Mehdi, B., 1999, Ultrasonic sensor to measure the density of a liquid or slurry during pipeline transport. 

  6. Jang, K. and Kim, H., 1992, Development to fluid densithy measurement sensor of vibrating method(II). 

  7. Kim, K. and Kim, H., 2008, Design for manufacturing for Reduction of cost in final assembly line automobiles. 

  8. Lee, K. and Kim, B., 2011, Experimental study on engine performance improvement and exhaust gas reduction using coolant additives. 

  9. Using modus Protocol with Micro Motion Transmitters Guide Book. 

  10. Kwak, D. Y., LabVIEW about measuring and control on PC.(Ohm). 

  11. Klines, J. J. and McClintock, F. A., 1953, Describing uncertainties in single-sample experiments, Mechnical Engineering, Vol. 75, pp. 3-9. 

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