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박도현 (한국지질자원연구원) 류동우 (한국지질자원연구원) 최병희 (한국지질자원연구원) 선우춘 (한국지질자원연구원) 한공창 (한국지질자원연구원)
저널정보
한국암반공학회 터널과 지하공간 터널과 지하공간 제23권 제4호 (통권 제105호)
발행연도
2013.8
수록면
308 - 318 (11page)

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열저장소 내 열성층화는 에너지저장 시스템의 효율을 향상시키고 수요 발생시 더 많은 유효에너지를 공급하기 위해 필수적인 기술이다. 일반적으로 저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)와 크기에 따라 열성층도가 달라지는 것으로 알려져 있다. 본 논문은 열수 저장을 위한 암반공동의 종횡비와 저장용량이 저장공동 내 열성층화와 외부로의 열손실에 미치는 영향을 조사하는 데 연구 목적이 있다. 이를 위해 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용하여 암반공동의 종횡비와 저장용량에 따른 열전달 시뮬레이션을 수행하였다. 성층도 정량화 지수를 이용하여 시간경과에 따른 열성층화의 변화를 분석하였으며, 저장공동 외부로의 열손실을 평가하였다. 분석결과, 종횡비가 증가함에 따라 공동 내 열성층화가 향상되는 경향을 보였으나, 종횡비 3-4 이상부터는 이러한 영향이 크지 않은 것으로 분석되었다. 저장용량이 작은 암반공동에 비해 용량이 큰 암반공동에서 상대적으로 긴 시간 동안 열성층화가 높게 유지되는 것으로 분석되었으나, 종횡비 증가에 따라 저장용량이 다른 공동들간의 성층화 차이가 줄어드는 경향을 나타냈다. 암반공동의 종횡비가 커질수록 공동의 표면적이 늘어나 종횡비의 증가에 따라 주변 암반으로의 열손실이 증가하는 경향을 보였으며, 단위 저장용량을 줄여 소규모 다중공동을 적용하는 경우, 총 저장용량이 동일한 단일공동에 비해 전체 열손실량이 증가하는 것으로 분석되었다.
#Cavern thermal energy storage #Thermal stratification #Degree of thermal stratification #Aspect ratio #Heat loss #암반공동 열에너지 저장 #열성층화 #열성층도 #종횡비 #열손실

목차

Abstract
초록
1. 서론
2. 열전달 해석을 위한 수치 모델링
3. 종횡비 및 저장용량에 따른 열적 거동 분석 결과
4. 결론
References

참고문헌 (24)

참고문헌 신청
1. [단행본] - ANSYS / 2012 / FLUENT software / ANSYS Inc. google schola 2. [학술지(정기간행물)] - Bouhdjar A / 2002 / Numerical analysis of transient mixed convection flow in storage tank: influence of fluid properties and aspect ratios on stratification / Renewable Energy 25 : 555 ~ 567 google schola 3. [학술지(정기간행물)] - Cho C. H. / 1999 / Molecularlevel description of temerature and pressure effects on the viscosity of water / Journal of Chemical Physics 111 (22) : 10171 ~ 10176 google schola 4. [학술지(정기간행물)] - Cho C. H. / 1999 / Thermal offset viscosities of liquid H2O, D2O, T2O / Journal of Physical Chemistry B 103 (11) : 1991 ~ 1994 google schola 5. [학술지(정기간행물)] - Cole R.L. / 1982 / Thermally stratified tanks / ASHRAE Transactions 88 : 1005 ~ 1017 google schola

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