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제안 방법
- 따라서 본 논문에서는 상용해석 S/W를 사용하여 aluminum cryostat 압출기인 Aluminum press기를 모의하여 복사와 대류에 대한 열해석을 실시하여 열손상 발생 여부를 확인하였으며, 열해석 신뢰성 확인을 위해 실제 온도를 측정하여 비교하였다.
- 그리고 제조된 cryostate: 절단하여 케이블 코어와 MLI층의 열손상 유무를 확인하였다.
- 열해석 프로그램인 FLUENT 를 사용하여 aluminum cryostat 압출설비인 press기의 온도 경계 조건을 정하여 해석하였다. 특히 aluminum ingot 압출 다이스를 통해 압출되는 cryostat와 케이블 코어 사이에서의 대류와 복사의 효과를 고려하여 케이블이 진행되는 방향을 제어하는 M.
- 특히 aluminum ingot 압출 다이스를 통해 압출되는 cryostat와 케이블 코어 사이에서의 대류와 복사의 효과를 고려하여 케이블이 진행되는 방향을 제어하는 M.P(mouth piece)부의 온도분포를 해석하였으며, 케이블의 열손상을 감소시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 이때 M.
- 해석 결과의 정확성을 판단하기 위해 실제 M.P 부의 온도를 측정하였으며 K-type 의 thermal couple을 이용하여 온도를 측정하였다.
- 이때 케이블 코어와 MLI 층의 열손상 유무의 판단은 코어의 경우, 절연층의 유리 전이온도인 130℃, MLI 층의 경우 MLI tape의 유리 전이온도인 210℃를 기준으로 하였다.
- 열손상 유무를 평가하기 제조된 이 중 aluminum cryostat을 절단하여 절연층의 열 손상 유무 및 MLI층의 열손상 유무를 확인하였다. 제조된 cryostate inner cryostat 작업 시에는 진공상태에서 압줄하였으며, outer cryostat 작업 시에는 대기상태에서 압출한 cryostat을 사용하였다.
- 열해석은 수치해석을 통하여 aluminum cryostat과 케이블 코어 사이에서 대류와 복사에 의한 열분포가 어떻게 구성되어지는가를 확인하였다.
- 위와 같은 해석내용을 바탕으로 실제 M.P의 끝단의 온도가 어떠한지를 평가하였다. 사용 환경은 outer cryostat 제작과 동일한 환경에서 K-type의 thermal couple을 M.
- P의 끝단의 온도가 어떠한지를 평가하였다. 사용 환경은 outer cryostat 제작과 동일한 환경에서 K-type의 thermal couple을 M.P 끝단에 부착하여 10분 동안 유지한 후 온도를 측정하였다.
- Aluminum cryostat 압출시 450 ℃ 이상의 고온으로 인한 케이블 코어와 MLI층의 열손상 유무를 확인하기 위해 열해석, 온도 측정 및 cryostat의 육안 평가를 수행하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
이론/모형
- 수치해석시 대류해석을 위해서는 QUICK scheme, SIMPLEC 알고리즘을 사용하였고 복사 해석을 위해서는 Discrete ordinate model 을 사용하였다.
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