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경계층 Boundary layer

경계층 (Boundary layer) 어떠한 고체표면에 영향을 받는 유체의 영역을 설정해줘야 해석하기 용이하기 때문에 경계층이라는 개념이 등장했다. 예를 들어, 평판(plate)위에 유체가 흐르는 것을 상상해보자. 평판과 아주 멀리 떨어져서 평판과 무관한 상태가 있을 것이고, 평판과 어느정도 가까워서 평판에 영향을 받는 유체들이 있을 것이다. 그렇다면, 어느정도 가까워야 평판에 영향을 받는다고 할 수 있는 것인가? 근접한 고체의 상태가 유체의 상태량에 영향을 주는 영역의 경계(boundary)를 어디까지로 정해야할까? 경계층의 의미 경계층은 어떠한 고체표면에 영향을 받는 유체의 영역을 뜻한다. 경계층 밖의 영역, 즉 고체표면에서 경계층 두께보다 멀리 떨어진 곳은 고체표면과 영향이 없다고 볼 수 있고 경계..

선형열원법 Line source method

-- 제목 Title 선형열원법 Line source method 수직밀폐형 지중열교환기를 하나의 선형열원으로 근사화하여 해석하는 방법. 무한히 길고 열유속이 일정한 선형열원(line source)이 초기온도 T0로 균일한 무한매질 속에 매설되어 있는 경우 토양온도에 관하여 성립되는 모델 Kelvin의 열이론 기반Ingersoll과 Plass가 지중에 매설된 열교환기에 적용Mogensen은 이 방법을 발전시켜 지중토양의 열전도도 측정에 적용보어홀 전열저항, 열응답시험결과의 초기제외시간(IIT : Initial Igonoring Time) 개념 제시 보어홀 내부공간은 그라우팅 처리 보어홀 반경 rb, 수직길이 L 보어홀 입구 유체 온도 Tfi, 보어홀 출구 유체온도 Tfo 의 차이가 크지 않아 그 평균값을..

연료전지 설계 확산 모델

고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 설계에서 확산 모델 연료전지 내 확산모델은 크게 두가지로 나눠볼 수 있는데 2개의 물질이 확산 과정에 참여하는 이종 확산 모델(binary diffusivity) 3개의 물질 혹은 그 이상의 물질이 확산 과정에 참여하는 다성분 확산 모델이다. 이종 확산 모델은 Fick의 법칙으로 표현되며 다성분 기체의 확산은 Maxwell-Stefan 식에 의해 근사화될 수 있다. PEMFC의 환원극에는 전형적으로 세가지 기체(질소, 산소, 수증기)가 존재한다. 이러한 경우 다성분 확산모델로 Maxwell-Stefan 식을 적용해야 한다. 그러나 연료전지 내에서 질소의 확산은 일어나지 않기 때문에 질소 플럭스는 무시할 수 있다. 따라서 보통 이종 확산 모델로 설계한다. 1. 이종확산모..

탄소배출계수 Carbon Emission Factor

IPCC 탄소 배출 계수 (CEF : Carbon Emission Factor) 연료구분탄소배출계수C Kg/GJC Ton/TOE*액체화석연료1차연료원유 천연액화가스20.00 17.200.829 0.6302차연료휘발유 Avi-Gas 등유 항공유 경유 중유 LPG 납사 Bitumen 윤활유 Petroleum Coke Refinery Feedstock18.90 18.90 19.60 19.50 20.20 21.10 17.20 20.00 22.00 20.00 27.50 20.000.783 0.783 0.812 0.808 0.837 0.875 0.713 0.829 0.912 0.829 1.140 0.829고체화석연료1차연료무연탄 원료탄 연료탄 갈탄 토탄26.80 25.80 25.80 27.60 28.901.100 ..

TLC 와 ERC

ERC & TLC 에너지 시스템이나 구성 요소의 비정상 제어는 ERC(energy rate control)과 TLC(temperature level control)으로 2가지 기본적인 방법이 있다. 1. ERC(Energy Rate Control)ERC에서는 모델들은 공간으로부터의 순 취득 및 손실된 양에 근거하여 에너지 부하를 계산한다.ERC의 장점은 구조체의 비정상 부하의 단일한 결정으로 연속적인 시뮬레이션을 할 수 있다. 2. TLC(Temperature Level Control)TLC는 냉난방 기기 제어를 이전 온도를 기준으로 하는 것TLC의 장점은 건물과 기기의 상호작용에 대한 보사 상세하고 실제에 가까운 시뮬레이션을 할 수 있다. 그러나 부하는 냉온열원에 의존하기 때문에 연속적인 시뮬레이션에서..

Energy Analysis 2013.10.08

웨버 수 Weber number

웨버 수 Weber number 계면장력의 영향을 타내는 무차원 수 여기서, L_c는 특성길이를 뜻하며 보통 액체방울의 직경을 사용한다. σ는 표면장력(surface tesion)을 뜻한다. 유체의 표면장력이 높으면 웨버수는 작아지고, 웨버수가 작으면 아래와 같이 구형을 잘 유지하게 된다. ▶ 무차원 수(dimensionless number) 정리표 2013. 10. 04 작성2020. 05. 25 추가 작성

프란틀 수 Prandtl number

프란틀 수 Prandtl number 흐름과 열이동의 관계를 정하는 무차원수. 유동경계층()은 비점성(ν, kinematic viscosity)에 비례하는데, 열경계층()은 열확산계수(α, thermal diffusivity)에 비례한다. 비점성과 열확산계수의 단위는 m2/s로 비점성은 유체가 확산에 의해 운동량(momentum)를 얼마나 전달할 수 있는 정도를 뜻하고 열확산계수는 유체가 확산에 의해 에너지(energy)를 얼마나 이송할 수 있는 정도를 뜻한다. 운동량 확산도와 열 확산도의 비율을 나타낸다. 이러한 유동 경계층과 열 경계층의 관계는 Prandtl 수로 무차원화하여 나타낼 수 있다. 경계층 Boundary Layer 경계층에는 유체역학적 경계층과 열 경계층이 있음 경계층 설명 더 보기 Pr..

레이놀즈 수 Reynolds number

레이놀즈 수 Reynolds number 관성에 의한 힘(Inertial force)과 점성에 의한 힘(viscous force)의 비 유동이 층류인지 난류인지 예측하는데 주로 사용된다. 층류(Laminar flow) - 점성력이 지배적인 유동으로 레이놀즈 수가 낮고, 평탄하면서도 일정한 유동 난류(Turbulent flow) - 관성력이 지배적인 유동으로 레이놀즈 수가 높고, 와류가 생김 층류와 난류 설명은 담배연기로 ㅎㅎ 담배연기를 가만히 살펴보면 처음에는 곧게 뻗어 올라가다가 어느위치가 지나면 왔다갔다 하며 예측하기 어려운 와류를 형성하게 된다. 처음에 곧게 뻗어 올라가는 흐름을 층류, 왔다갔다 정신없는 흐름을 난류라고 한다. 레이놀즈 수는 설계자가 설계한 것이 난류로 흐를 것인지 층류로 흐를것인지..

TAC 온도

TAC 온도 ASHARE 기술자문위원회(TAC : Technical advisory committee)에서 제안한 것으로, 냉난방 설계 외기온도를 결정할 때, 냉난방기간 중 외기설정온도 밖으로 벗어나는 비율(%)을 고려한 온도 말한다. TAC 위험률이라고도 한다. 공기조화 부하 계산 시 연중 피크 외기온도를 적용하지 않고 일정 온도-시간 비율을 제외한 외기온도를 적용함으로써, 공조설비 용량을 과다하게 결정하는 것을 방지하고자 하는 것임. 위험률 2.5%의 의미는 어느 지역의 난방시간이 2,000시간이라면, 이 기간 중 2.5%에 해당하는 50시간은 난방 설계 외기 조건을 초과할 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어서울의 온도를 1981년부터 2010년의 건구온도 평균치를 날짜(8760시간)에 따라 살펴보..

HVAC 2013.10.03

태양 관련 용어

일사 태양관선에 의한 복사열의 세기 일조 햇빛을 받을 때 열의 영향을 생각하지 않고, 단지 햇빛이 비치는가, 안 비치는 가에 대한 설명 일사량 대기층에 의하여 일부 흡수되거나 반사되고, 지상에 도달할 때에는 일사량은 감소된다. 태양상수(태양정수) 햇빛이 대기층에 들어가기 전, 즉 대기권 밖의 일사량 태양정수 : 1170 kcal/m2h, 1.95 cal/cm2min 법선면의 일사량 지상에서 태양 광선에 수직한 평면이 단위 시간에 받는 단위 면적당 일사의 강도 수평면의 일사량 태양의 고도와 관계가 있고 방위와는 관계가 업다. 즉, 태양의 고도가 증가한 만큼 수평면의 일사량도 커진다. 대기노정 (Air mass) 대기 노정은 대기권밖에 도달한 일사량이 대기를 투과하여 지표면까지 빛이 통과한 거리를 나타낸다...