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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 전문수
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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본 연구에서는 나노 유체를 적용하는 전기 자동차용 변속형 압축기 냉동 사이클의 성능(COP)을 측정하기 위하여 성능평가 장치를 설계 및 제작하였고, 열물성 및 분산성 평가에서 가장 적합한 것으로 선정된 Al2O3 나노 유체를 적용하여 나노 유체 질량비와 압축기 회전수 변화에 따른 냉동 사이클 성능 평가 실험을 수행하였다.
실험 결과, 모유체를 POE로 하는 Al2O3, TiO2, CuO 등 3가지 나노 유체에 대하여 열물성 및 분산성 실험 결과, 전동 스크롤 압축기 적용 자동차용 냉동 사이클에는 분산성이 가장 우수한 Al2O3가 적합하다고 판단하였다.
또한 본 연구에서 제작된 냉동 사이클 성능 평가 장치의 측정 오차는 압축기 회전수 2,000rpm 이상에서 COP 측정 오차가 최소 ±0.2%, 최대 ±6.1%로 나타나 냉동 사이클 성능 평가에 적합한 것으로 확인되었다.
이러한 실험 결과를 바탕으로 Al2O3 나노 입자를 적용하여 농도 변화에 따른 성능 평가 실험을 수행한 결과, 나노 입자 질량비가 0.05%인 조건에서는 COP 값이 9.6%가 증가되었고, 0.1%, 0.2% 및 0.5%에서는 각각 13%, 9.4% 및 15.4%가 증가한 것으로 나타나 본 실험에서 적용한 Al2O3 나노 유체가 냉동 사이클의 성능 향상에 효과가 있음을 확인하였다.
이러한 결과가 나타나는 이유는 나노 입자들이 오일과 함께 냉동 사이클 내부를 유동하면서 열교환기에서 냉매의 유동 특성을 변화시켜 열전달량, 특히 증발기 냉동 능력이 증가시켜 COP가 향상되기 때문이다.
실험 결과, 모유체를 POE로 하는 Al2O3, TiO2, CuO 등 3가지 나노 유체에 대하여 열물성 및 분산성 실험 결과, 전동 스크롤 압축기 적용 자동차용 냉동 사이클에는 분산성이 가장 우수한 Al2O3가 적합하다고 판단하였다.
또한 본 연구에서 제작된 냉동 사이클 성능 평가 장치의 측정 오차는 압축기 회전수 2,000rpm 이상에서 COP 측정 오차가 최소 ±0.2%, 최대 ±6.1%로 나타나 냉동 사이클 성능 평가에 적합한 것으로 확인되었다.
이러한 실험 결과를 바탕으로 Al2O3 나노 입자를 적용하여 농도 변화에 따른 성능 평가 실험을 수행한 결과, 나노 입자 질량비가 0.05%인 조건에서는 COP 값이 9.6%가 증가되었고, 0.1%, 0.2% 및 0.5%에서는 각각 13%, 9.4% 및 15.4%가 증가한 것으로 나타나 본 실험에서 적용한 Al2O3 나노 유체가 냉동 사이클의 성능 향상에 효과가 있음을 확인하였다.
이러한 결과가 나타나는 이유는 나노 입자들이 오일과 함께 냉동 사이클 내부를 유동하면서 열교환기에서 냉매의 유동 특성을 변화시켜 열전달량, 특히 증발기 냉동 능력이 증가시켜 COP가 향상되기 때문이다.
목차
Ⅰ. 서 론 ?????????????????????????????????????????????????? 11 - 1 연구배경 및 연구 필요성 ?????????????????????????????? 11 - 2 문헌 조사 ???????????????????????????????????????????? 21 - 3 연구 목적 ???????????????????????????????????????????? 4Ⅱ. 실험장치 및 실험방법 ??????????????????????????????????? 52 - 1 나노 유체 제조 방법 ?????????????????????????????????? 52 - 2 열전도율 측정 실험 장치 ?????????????????????????????? 62 - 3 점성 계수 측정 실험 장치 ????????????????????????????? 92 - 4 나노 유체 분산성 측정 실험 ?????????????????????????? 102 - 5 냉동 사이클 실험장치 ???????????????????????????????? 12(1) 개략도 및 실험 이론 ?????????????????????????????????? 12(2) 실험 방법 및 조건 ???????????????????????????????????? 15Ⅲ. 실험 결과 ?????????????????????????????????????????????? 163 - 1 나노유체 물성치 측정 ???????????????????????????????? 16(1) 열전도도 ?????????????????????????????????????????????? 16(2) 동점성 계수 ??????????????????????????????????????????? 18(3) 분산성 평가 ??????????????????????????????????????????? 203 - 2 냉동 사이클 기본 성능 평가 ??????????????????????????? 243 - 3 나노유체를 적용한 냉동 사이클 성능평가 ?????????????? 27Ⅳ. 결 론 ?????????????????????????????????????????????????? 32References ??????????????????????????????????????????????????? 33Abstract ????????????????????????????????????????????????????? 35
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