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액화가스용 기화기의 외측 열전달에 대한 수치해석 연구
A Numerical Study on Heat Transfer of External Surface of Ambient Evaporators 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.16 no.1, 2017년, pp.116 - 119  

서동민 (전북대학교 대학원 기계설계공학과) ,  고동국 (전북대학교 공과대학 기계설계공학부) ,  임익태 (전북대학교 공과대학 기계설계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, natural convection around the ambient evaporator was numerically studied using commercial computational fluid dynamics software. From the simulations, temperature and velocity fields around the evaporator were found as a function of evaporator size and liquefied gas flow rate. The hea...

주제어

#Ambient air vaporizer   #Natural convection   #Computational heat transfer   #Heat transfer coefficient  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 기화기 설계에 필요한 정보를 축적하기 위해서 핀의 길이, 기화기 길이, 작동유체의 유량 등을 변수로 하여 기화기의 외측 열전달 현상에 대해 수치해석을 진행하였다. 이를 통해 최종적으로는 기화기 설계에 필요한 기화효율[1~4] 산정에 필수적인 외측 열전달계수에 대한 데이터를 제공하고자 한다.

가설 설정

  • 대기식 기화기의 외측 자연대류 열전달을 해석하기 위하여 기화기 외부의 유체유동을 3차원 비압축성 정상상태로 가정하였다. 일반적으로 기화기의 실험에서 얻은 Gr 수가 109 이상이므로 유동은 난류유동으로 가정하였으며 난류모델로는 가장 널리 사용되는 표준 k-ε 모델을 사용하였다.
  • 대기식 기화기의 외측 자연대류 열전달을 해석하기 위하여 기화기 외부의 유체유동을 3차원 비압축성 정상상태로 가정하였다. 일반적으로 기화기의 실험에서 얻은 Gr 수가 109 이상이므로 유동은 난류유동으로 가정하였으며 난류모델로는 가장 널리 사용되는 표준 k-ε 모델을 사용하였다. k-ε 난류모델을 적용할 때 벽면에 대해서는 Standard wall functions으로 처리하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기화기란? 반도체 산업에서 많이 사용되는 작업용 기체는 수송이나 보관의 편리성을 높이기 위하여 고압으로 압축하여 액체 상태로 운반되거나 보관된다. 이러한 고압가스를 반도체 산업을 포함한 산업 현장에서 사용할 수 있게 다시 기체 상태로 만들어 생산 공정에 투입할 수 있게 하는 장치가 기화기이다. 기화기는 기화시키는 방법에 따라 대기식, 온수식, 스팀식 등으로 분류한다.
기화기의 기화시키는 방법에 따른 특징은? 기화기는 기화시키는 방법에 따라 대기식, 온수식, 스팀식 등으로 분류한다. 온수식과 스팀식의 경우에는 전기적 가열 또는 증기를 이용하는 열교환 방식으로 액화가스를 기화시키기 때문에 가스 사용량이 증가함에 따라 열에너지의 소비가 많고 부식에 대한 위험성도 크다. 그러나 주변 공기의 열을 이용하여 액화 기체를 기화시키는 대기식 기화기의 경우에는 열에너지 소모가 업고 따로 에너지원이 필요하지 않아 운용비용 및 부식에 대한 부담이 적어 친환경적인 제품이라고 할 수 있다.
기화기의 분류는? 이러한 고압가스를 반도체 산업을 포함한 산업 현장에서 사용할 수 있게 다시 기체 상태로 만들어 생산 공정에 투입할 수 있게 하는 장치가 기화기이다. 기화기는 기화시키는 방법에 따라 대기식, 온수식, 스팀식 등으로 분류한다. 온수식과 스팀식의 경우에는 전기적 가열 또는 증기를 이용하는 열교환 방식으로 액화가스를 기화시키기 때문에 가스 사용량이 증가함에 따라 열에너지의 소비가 많고 부식에 대한 위험성도 크다.
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참고문헌 (7)

  1. Y. H. Lee, G. T. Park, G. H. Lee, P. H. Kim, H. M. Jeong, H. S. Chung. "A Study on Heat Exchange Performance of liquefied Gas Vaporizer at Super Low Temperature." The Korea Society for Power System Engineering, (2007.11): 229-234. 

  2. K. Sugano, Aug. LNG Vaporizers, Research and Development, Kobe Steel Engineering Reports, 56, No. 2 (2006). 

  3. T. W. Kong, S. B. Yi, S. C. Lee, H. M. Jeong, H. S. Chung. "Study on the Working Characteristics of Vaporizer for Super Low Temperature Liquefied Gas." The Korea Society for Power System Engineering, 9.2(2005.5): 99-105. 

  4. Sang Chul Lee, Yong Hun Lee, Han Shik Chung, Hyo Min Jeong, Chan Kyu Lee, Byong Ho Lee. "Heat Transfer Characteristics According to Geometric Parameters of Cryogenic Vaporizer Using Air Heat Source." Journal of Mechanical Science and Technology spring annual, (2006.6): 2366-2371. 

  5. Won Gook Lee, Seok Ho Rhi, Kye Bock Lee. "Prediction of the frost Layer growth in LNG air vaporizer"International Journal of Research Institute of Industrial Science and Technology, 26.1 (2012): 67-71. 

  6. Pil-Hwan Kim, Chul-Pyo Kim, hyo-Min Jeong, Han-Shik Chung, Yong-Hun Lee. "Study on the Comparison of Heat Exchange Performance of Liquefied Gas Vaporizer at Super Low Temperature." Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering, 20.10 (2008.10): 679-688. 

  7. Yong Hun Lee, Myoung Kuk Ji, Gi Tae Park, Pil Hwan Kim, Hyo Min Jeong, Han Shik Chung. "Study on the Heat Transfer Numerical Analysis of Supper Low Temperature Liquefied Gas Vaporizer." Journal of Mechanical Science and Technology spring annual, (2007.5): 1552-1557. 

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