타원형 쉘과 내부 튜브의 종횡비 및 중심 사이 거리가 잠열 저장 시스템의 용융 성능에 미치는 영향에 대한 수치적 연구 (Numerical Study on the Effect of Aspect Ratio and Center Distance of Elliptical Shell and Tube on the Melting Performance of the Latent Heat Storage System)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 48권 / 10호 / 623 ~ 635페이지
· 저자명 : 김시예, 김보람, 정유신, 하만영

초록

본 연구에서는 타원형 외부 쉘과 내부 튜브의 종횡비 및 중심 사이의 거리가 잠열 저장 시스템 내 상변화 물질의 용융 성능에 미치는 영향을 수치 해석적으로 규명하였다. 상변화 물질의 상변화 과정을 모사하기 위해 Enthalpy-porosity method를 사용하였다. 외부 쉘 및 내부 튜브의 종횡비와 중심 사이 거리에 따른 용융 특성을 분석하기 위하여 액상 분율과 온도 분포의 변화를 비교 분석하였다. CFD로 구한 총 용융 시간을 바탕으로 인공 신경망을 조직하여 형상 변수에 대한 상변화 물질의 총 용융 시간을 예측하였다. 총 용융 소요 시간은 외부 쉘의 종횡비가 작을수록, 내부 튜브의 종횡비가 클수록, 중심 사이의 거리가 클수록 감소하였다.

영어초록

In this study, the effect of the aspect ratio of an elliptical outer shell and an internal tube, as well as the distance between their centers, on the melting performance of phase change materials within a latent heat storage system (LHTES) were numerically investigated. The Enthalpy-porosity method was used to simulate the phase change process of the phase change materials. The melting characteristics were analyzed by comparing changes in liquid fraction and temperature distribution according to the aspect ratio of the external shell and internal tube, and distance between their centers. Based on the total melting time obtained by CFD, an artificial neural network was organized to predict the total melting time of PCM for geometrical variables. In both cases, the total melting time decreased as the aspect ratio of the external shell decreased, the aspect ratio of the internal tube increased, and the distance between the centers increased.

참고자료

· 없음