[논문]선형유도전동기를 이용한 전자기 펌프 실험

전문호; 김정현; 김민석; 김창업

[국내논문] 선형유도전동기를 이용한 전자기 펌프 실험
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전문호 (호서대학교 전기공학과) , 김정현 (호서대학교 전기공학과) , 김민석 (호서대학교 전기공학과) , 김창업 (호서대학교 전기공학과)

The electromagnetic pump can transfer molten metals by the electromagnetic force of LIM for molten metals, which are zinc, tin and aluminum. The speed and quantity of the flow are analyzed using magnetohydrodynamics. The molten zinc is used in the experiment and the experimental results are compared with the analysis.

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문제 정의

하르트만으로부터 시작되었고, H알벤이본격적오로 발전 시켰다[3]. 본 논문은 FLUENT에 MHD를 더하여 덕트 내에서의 용융금속의 유속의 특성을 구하였다.
본 논문은 선형유도전동기를 이용하여 전자기 펌프의 해석 및 실험에 대해 기술하였다. MHD에 의해 LIM 펌프 내부 용융금속의 유속 및 유량을 해석 하였다.

제안 방법

전자기 펌프는 용윱 금속을 비접촉으로 이동할 수 있는 특징에 착안하여 폭발성 횽융금속을 밀폐해서 이송시키는 원자로의 냉각 퍠체용 순환펌프, 제철소 주조공장에서의 주철, 알루미늄, 동합금의 주탕 장치로서 여용되고있다ni 혼 논문은 편측식 lim을 이용한 전자기 펌프를 전자유체역학 툴을 사용하여 시뮬레이션 한 값과 실측값을 버교분석하였다* 전도성 액채금속은 아연을 사용하여 실험 하였다. 용융아연의 녹는점은 419C이므로 용해 호의 온도는 500℃이상을 유지하였다.
본 논문에서는 4극과 6극 LIM 펌프로 나누어 실험을 하였다. 4극의 LIM 펌프는 공극을 3min주고, 덕트 각도는 41.
기술하였다. MHD에 의해 LIM 펌프 내부 용융금속의 유속 및 유량을 해석 하였다. 해석 결과의 검중을 위해 전자기 펌프를 제작하고 실험을 통해 이를 검증 하였다.
MHD에 의해 LIM 펌프 내부 용융금속의 유속 및 유량을 해석 하였다. 해석 결과의 검중을 위해 전자기 펌프를 제작하고 실험을 통해 이를 검증 하였다. 특성해석과 실험치의 오차는 소극 LIM 펌프는 약 12%, 6극 UM 펌프에서는 약 17%의 오차를 가졌다.

대상 데이터

전자기 펌프에 사용돤 LIMe 4극과 6극 두 모덀을 사용하였고, 각도는 41.9와 32°로 하였다. 그림 2든 용융금속을 알루미늄, 아연, 주석 세 가지를 가지고 시뮬레이션 한 결과이다.

성능/효과

그림 2든 용융금속을 알루미늄, 아연, 주석 세 가지를 가지고 시뮬레이션 한 결과이다. 6극의 UM의 동기속도는 8.64m/s이고, 4극의 LIWe 동기속도가 1296m/s로서 슬림을 구하면 6극과 4극 둘 다 0.98이므로 슬립을 0, 98로 두고 공극을 변화 시키면서 추력 값을 구한 결과 알루미늄, 아연, 주석 순으로 추력특성이 좋음을 알 수 있다(2), 표 1은 LIM의 설계 사양이고, 용융금속의 도전율은 표 2에 나타내었다.
실험으로부터 토출 시간(t1) 계산은 용윰금속이 덕트 높이에 완전히 가득 차서 흐른다고 가정하면 빗금 친 부분과 같이 구할 수 있다. 그 결과로 4극과 6극 LIM 펌프는 각각 약 34초와 41초로 계산된다.
실혐 결과 4극 LIM 펌프는 82초 동안 총 토출중량이 H₇kg이고, 6극 LIM 펌프는 125초 동안 H)3.3kg이었다. 특성해석 결과와 실험과익 호차는 각각 4극 LIM 펌프는 12%, 6극 LIM 펌프는 17%가 되는데 이는 LIM의 함이 작용하는 공간보다 용해로 안의 용융금속이 토출되어 높이가 낮아졌기 때문이다.
해석 결과의 검중을 위해 전자기 펌프를 제작하고 실험을 통해 이를 검증 하였다. 특성해석과 실험치의 오차는 소극 LIM 펌프는 약 12%, 6극 UM 펌프에서는 약 17%의 오차를 가졌다. 이 오차를 줄이기 위해서는 토출부의 유속을 정확히 측정하기 위한 연구가 추가로 필요하다고 사료된다.

후속연구

특성해석과 실험치의 오차는 소극 LIM 펌프는 약 12%, 6극 UM 펌프에서는 약 17%의 오차를 가졌다. 이 오차를 줄이기 위해서는 토출부의 유속을 정확히 측정하기 위한 연구가 추가로 필요하다고 사료된다.

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