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문제 정의
- 3℃까지 상승함을 확인하였다. 이와 같은 결과는 고온 열원이 적용되는 각종 설비 및 장치에서 근접한 대상체의 열적 특성을 파악하고자 할 때, 열복사에 의한 영향을 신중히 검토할 필요가 있음을 보여주는 일례이며. 추후에는 투과율 1을 가정한 유리와 같이, 실제적인 비투과성 재질이 포함된 열유
가설 설정
- 경계조건과 관련하여, 주변 온도 20℃의 환경복사를 고려하였고 고체의 열전도, 중력을 고려한 유체의 대류열 전달 및 열원 및 대상체 표면에 대해서는 흑체 조건⑹을 사용하였다. 또한 유리에 대해서는 열전도 및 유체와의 대류열 전달을 고려하되, 복사와 관련하여 투과율 1을 가정하였다. 해석의 종류는 발열체체적원 온도가 각각 300, 500, 700, 900℃ 일 때 case 1 ~ 4로 구분하였고, 또한 현재 해석 모델에서 복사열 전달의 고려 유무에 따른 차이점을 확인하기 위하여 발열체온도 500℃ 의 경우에는 복사열 전달을 고려하지 않은 열유동 해석을 case 5로 설정하여 수행하고 그 결과를 case 2와 비교하였다.
- 대기 중에서 고온으로 유지되는 발열체 및 이에 인접한 대상체를 포함하는 모델에 대하여 열복사를 고려한 열유동해석을 수행하였으며, 발열 체 온도 변화에 따른 대상체의 온도 변화를 수치해석적으로 계산하였다. 발열체와 대상체는 stainless steel 재질을 사용하였으며, 열복사와 관련하여 흑체로 가정하였다. 발열체온도가 500℃ 인 경우에는 복사를 고려하지 않은 해석 결과와 비교할 때 약 4.
- 중앙에 격벽 형태로 존재하는 유리는 실제적으로는 반투과성매질이며 일반적인 조사(irradiation)에 대하여 반사, 흡수 및 투과되는 복잡한 프로세스가 발생한다. 본 해석 모델에서는 유리에 대하여 투과율 1을 가정하였으며 인접하는 유체와의 대류 및, 전도만을 고려하였다.
- Table 1에서는 해석에 사용된 각 구성품의 제원과 재질을 정리하여 나타낸다. 여기에서 열원과 대상체는 모두 stainless steel 재질이며 복사열 전 달과 관련하여 흑체(black body)로 가정하였다.
- 본 연구에서는 유리 제조 설비의 열처리가공에서 사용되는 미소챔버 내 간단한 구성시스템에 대해서 먼저 복사열 전달을 고려하지 않은 경우에 대하여 열유동 해석을 수행하고 대상체 및 주변 공기에 대한 유동장 특성을 평가하였으며, 다양한 발열체온도에 대하여 대류 및 복사열 전달을 고려한 열유동해석을 수행하여 대상체의 온도 결과를 비교평가하였다. 해석 모델은 기본적으로 구성품을 형 성 하는 각 부품의 열전도와 유체의 밀도 차이에 기인하는 주위 공기의 대류열 전달을 포함하는 정상 상태 압축성 난류 외부 유동 해석 으로 가정하였다.
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