[논문]LIM을 이용한 전자기 펌프의 특성해석 및 실험

전문호; 김민석; 김정현; 김창업

[국내논문] LIM을 이용한 전자기 펌프의 특성해석 및 실험
Experiments and Characteristic Analysis of Electromagnetic Pump using LIM 원문보기

전문호 (호서대학교) , 김민석 (호서대학교) , 김정현 (호서대학교) , 김창업 (호서대학교)

This paper presents the experiment and the characteristics analysis of an electromagnetic pump using linear induction motor(LIM). The characteristics of LIM pump are analyzed solving the hydrodynamic equation at constant magnetic flux. The molten zinc is used in the experiment and the experimental results are compared with the analysis.

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문제 정의

이 방법은 많은 공간의 제약을 받고, 제약 조건이 많이 따르는 단점이 있다[2]. 본 논문에서는 LIM 펌프 성능을 실험하기 위한 시험기를 제작하고 특성실험값을 해석 결과와 비교하였다.
본 논문은 편측식 UM을 사용하여 전도성 액체 금속을 이동할 수 았는 전자기 펌프 장치를 만들고 자기유체역학(MHD)을 사용해 전자기 펌프의 속도와 특성해석을 하였다. 해석에 사용 된 금속은 주석, 아연, 알루미늄이고 실제 실험에 사용한 금속은 아연으로 실험을 통한 결과와 특성 해석한 결과를 비교분석하였다.
하르트만으로부터 시작 되었고, H알벤이 본격적으로 발전 시켰다[4]. 본 논문에서는 이 MHD를 사용한 프로그램인 FLUENT를 이용하여 덕트 내에서의 용융금속의 특성을 구하였다.
본 논문에서는 선형유도전동기를 이용한 전자기 펌프의 해석 및 실험에 대해 기술하였다. MHD에 의해 LIM 펌프 내부 액체의 유속 및 유량을 해석하였다.

제안 방법

실험은 4극과 6극 LIM으로 덕트 각도가 각각 41.9°, 32°로 하였다. 용융금속의 토출구로 사용된 덕트는 스테인레스(304)이고 높이 30mm, 폭 80mm, 길이 600mm를 사용하였다,
상단 부분은 덕트 내부의 용융금속이 굳지 않게 하는 보온장치로 덕트를 둘러쌓았고, 밑에 있는 부분이 LIM으로 강한 열에 견딜 수 있도록 몰딩을 하였다';
98이다. 슬립을 0.98로 두고 공극을 1mm씩 증강시켜 20mm까지 변화시켜가며 추력을 구하였다. 공극이 작을수록 높은 주력을 얻었고, 도전율이 큰 알루미늄, 아연, 주석 순으로 높은 추력을 얻는 것을 알 수 있었다.
용융금속의 재료 및 공극자속밀도의 변화에 따른 유량을 알아보기 위해 덕트내부 자속밀도를 0.05TP.2T까지 0.2T씩 변화를 주어 유속을 구하였다. 덕트내부 자속밀도가 커질수록 유속이 커지는 것을 알 수 있고, 덕트 내부에서의 유동의 변화가 작아짐을 알 수 있다.
본 논문에서는 4극 멏 6극 LIM 펌프로 나누어 특성해석과 실험을 하였다. 4극 LIM 펌프의 공극이 3mm일 때 덕트 내부 자속밀도는 0.
및 실험에 대해 기술하였다. MHD에 의해 LIM 펌프 내부 액체의 유속 및 유량을 해석하였다. 해석 결과를 검증하기 위해 LIM 펌프를 제작하고 이를 실험으로 검증하였다.
MHD에 의해 LIM 펌프 내부 액체의 유속 및 유량을 해석하였다. 해석 결과를 검증하기 위해 LIM 펌프를 제작하고 이를 실험으로 검증하였다. 용융금속의 토출 중량으로 실험결과를 간접적으로 확인했으며 특성해석과 실험치의 오차는 4극 LIM 펌프의 경우 약 25%, 6극 LIM 펌프의 경우 31%가 되었다.
LIM 모델을 4극과 6극 두 가지로 나누어서 특성해석을 하였다(3). 두 가지 모델을 각각 공극 3mm로 두고 back-iron이 있는 상태에서 도전율이 높은 알루미늄-아연.

대상 데이터

9°, 32°로 하였다. 용융금속의 토출구로 사용된 덕트는 스테인레스(304)이고 높이 30mm, 폭 80mm, 길이 600mm를 사용하였다,

데이터처리

해석에 사용 된 금속은 주석, 아연, 알루미늄이고 실제 실험에 사용한 금속은 아연으로 실험을 통한 결과와 특성 해석한 결과를 비교분석하였다.

성능/효과

98로 두고 공극을 1mm씩 증강시켜 20mm까지 변화시켜가며 추력을 구하였다. 공극이 작을수록 높은 주력을 얻었고, 도전율이 큰 알루미늄, 아연, 주석 순으로 높은 추력을 얻는 것을 알 수 있었다. 이 결과를 그림 4에 나타내었다.
실험으로부터 토출시간(ti) 계산은 덕트 높이가 완전히 차서 흐를 경우로 가정하면 빗금 친 부분과 같이 구할 수 있다. 그 결과 4극과 6극 LIM 펌프의 토출 시간은 각각 약 40초와 60초로 계산된다.
실험 결과 4극 LIM 펌프는 82초 동안 총 토출중량이 117kg이고, 6극 LIM 펌프 에서는 125초 동안 103.3kg이었다. 특성해석 결과와 실험과의 오차는 4극 LIM 펌프와 6극 LIM 펌프가 각각 25.
3kg이었다. 특성해석 결과와 실험과의 오차는 4극 LIM 펌프와 6극 LIM 펌프가 각각 25.8%, 31%가 되는데 이는 LIM의 힘이 작용하는 공간보다 용해로 안의 용융 금속이 토출되어 높이가 낮아졌기 때문이다. 실제 용융 금속이 토출되는 출구단의 면적은 시간이 경과 할수록 줄어드는 것을 그림 9에 나타내었고.
해석 결과를 검증하기 위해 LIM 펌프를 제작하고 이를 실험으로 검증하였다. 용융금속의 토출 중량으로 실험결과를 간접적으로 확인했으며 특성해석과 실험치의 오차는 4극 LIM 펌프의 경우 약 25%, 6극 LIM 펌프의 경우 31%가 되었다. 이 오차를 줄이기 위해서는 토출부의 유속을 정확히 측정하기 위한 연구가 추가로 필요하다고 사료된다.

후속연구

용융금속의 토출 중량으로 실험결과를 간접적으로 확인했으며 특성해석과 실험치의 오차는 4극 LIM 펌프의 경우 약 25%, 6극 LIM 펌프의 경우 31%가 되었다. 이 오차를 줄이기 위해서는 토출부의 유속을 정확히 측정하기 위한 연구가 추가로 필요하다고 사료된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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