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광섬유 고속생산용 헬륨 주입식 유리섬유 냉각공정에 대한 열유동 해석
THERMO-FLUID ANALYSIS ON THE HELIUM INJECTION COOLING OF GLASS FIBER FOR HIGH SPEED OPTICAL FIBER MANUFACTURING 원문보기

한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집, 2011 May 26, 2011년, pp.92 - 95  

오일석 (금오공과대학교 대학원 기계공학과) ,  김동주 (금오공과대학교 기계공학과) ,  곽호상 (금오공과대학교 기계시스템공학과) ,  김경진 (금오공과대학교 기계시스템공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In manufacturing optical fibers, the process starts with the glass fiber drawing from the heated and softened silica preform in the furnace, and the freshly drawn glass fiber is still at high temperature when it leaves the glass fiber drawing furnace. It is necessary to cool down the glass fiber to ...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 유리섬유 냉각장치 내에서 헬륨의 주입량에 따른 열유동 특성과 유리섬유 냉각성능을 분석하기 위하여 상용 CFD 패키지인 FLUENT 6.3을 사용하여 전산해석을 수행하였다. 유동해석에는 약 120만 개의 3차원 정렬 격자망이 계산에 사용되었다.
  • 본 연구에서는 헬륨 주입량이 유리섬유 냉각장치의 유리섬유 냉각성능에 미치는 영향을 알아보기 위하여 상용 CFD 패키지를 이용한 3차원 전산해석을 수행하였다.
  • 하고 있거나 외부에서의 공기유입을 고려하지 않는 등의 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 헬륨 주입을 이용한 광섬유 생산용 유리섬유 냉각장치 내부의 냉각기체 유동을 수치 해석적으로 분석하여 헬륨 주입량, 공기 유입 등이 고속 인출되는 유리 섬유의 냉각성능에 미치는 영향을 연구하였다.

가설 설정

  • 유동해석에는 약 120만 개의 3차원 정렬 격자망이 계산에 사용되었다. 유리섬유와 주 냉각관의 직경이 매우 작기 때문에 층류 정상유동으로 가정하였으며, 냉각기체로 공급되는 헬륨과 입부에서 유리섬유와 함께 유입되는 공기 간의 질량 확산이 고려되었다. 그리고 고온의 유리섬유로 인한 온도구배가 유리섬유 표면상에서 상당하므로 열확산을 고려하였다.
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