Round flow control과 Back Panel Open Ratio에 따른 개방형 쇼케이스에 관한 수치해석 연구 :Numerical Study on Open Showcase by Round Flow Control and Back Panel Open Ratio

공명근

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자료유형: 학위논문

저자정보: 공명근 (서울시립대학교, 서울시립대학교 일반대학원)

지도교수: 오명도

발행연도: 2019

저작권: 서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

Round flow control과 Back Panel Open Ratio에 따른 개방형 쇼케이스에 관한 수치해석 연구

공명근 기계정보공학과 2019.01 학위논문

2018

Round flow control을 통한 개방형 쇼케이스에 관한 수치해석 연구

공명근 , 김건우 , 오명도 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2018.06 학술대회자료

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본 연구는 round flow control과 back panel open ratio 조절을 통해 수직 개방형 쇼케이스 흡입구로 유입되는 외기의 혼입비율을 감소시키기 위한 수치해석 연구이다. 수치해석에 사용된 수직 개방형 쇼케이스의 경우 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 첫 번째 모델은 편의점이나 마트에서 주로 사용되는 기존 수직 개방형 쇼케이스다. 기존 수직 개방형 쇼케이스의 경우 토출부는 각진 형상을 가지고 있으며 이를 Rectangular corner open showcase라 명명하였다. 두 번째 모델은 기존 수직 개방형 쇼케이스 토출부에 반경 40mm, 80mm를 적용한 수직 개방형 쇼케이스 이며 이를 Curved corner open showcase라 명명하였다.
첫 번째 수치해석의 경우 수직 개방형 쇼케이스 토출부에 반경 40mm, 80mm의 적용 유무에 따른 결과를 나타낸다. 토출부가 각진 형상인 Rectangular corner open showcase의 경우 honeycomb 구조에 유동이 고르게 분포되지 못하기 때문에 honeycomb 일부 영역에서 재순환 영역이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 하지만 토출부에 반경 40mm, 80mm를 적용한 Curved corner open showcase의 경우 honeycomb 구조에 유동이 고르게 분포되는 것을 확인할 수 있다. 그 결과 토출부에 반경을 적용한 Curved corner radius 40mm open showcase의 경우 Rectangular corner open showcase에 비해 entrainment factor가 8% 감소한 것을 확인할 수 있다. Curved corner radius 80mm open showcase의 경우 Rectangular corner open showcase에 비해 entrainment factor가 9% 감소한 것을 확인할 수 있다.
두 번째 수치해석의 경우 back panel open ratio에 따른 기류 pathline 및 entrainment factor를 비교하였다. Back panel open ratio 0% 의 경우 Cowanda effect로 인해 토출구에서 나온 냉각된 공기가 저장공간으로 휨 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 이 경우 외기의 침입으로 인해 저장공간의 온도를 일정온도로 유지할 수 없는 것을 확인할 수 있다. Back panel open ratio 1.96% 이상인 경우 back panel의 펀칭형 그릴에서 나온 냉각된 공기가 토출구에서 나온 냉각된 공기를 외기 영역으로 밀어 준다. 따라서 저장공간의 온도를 일정온도로 유지할 수 있다.
추가로 선반 위에 상품을 위치시켜 기류 분포 및 entrainment factor를 비교하였다. 선반 위에 상품이 없는 경우 back panel의 펀칭형 그릴에서 나온 냉각된 공기가 재순환 되어 저장공간으로 들어오는 것을 확인할 수 있다. 하지만 선반 위에 상품이 있는 경우 back panel의 펀칭형 그릴에서 나온 냉각된 공기가 재순환 되지 못하는 것을 확인할 수 있다. 그 결과 선반 위에 상품이 있는 경우 entrainment factor가 최대 5.9% 감소한 것을 확인할 수 있다.

This study is a numerical study to reduce the mixing ratio of ambient air entering the vertical open showcase intake through round flow control and back panel open ratio. Vertical open showcase used in numerical analysis can be divided into two cases. The first model is a conventional vertical open showcase, which is mainly used in convenience stores and marts. In case of conventional vertical open showcase, discharge part has angular shape and it is called Rectangular corner open showcase. The second model is a vertical open showcase with a radius 40mm and 80mm applied to the conventional vertical open showcase discharge part, which is called Curved corner open showcase. In case of the first numerical analysis, the results of applying the radius 40mm and 80mm to the vertical open showcase discharge part are shown. In case of Rectangular corner open showcase in which the discharge part is angled, the flow is not uniformed in the honeycomb structure, so that a recirculation occurs in some areas of the honeycomb. However, in the Curved corner open showcase where radius 40mm and 80mm are applied to the discharge part, the flow is uniformed in the honeycomb structure. As a result, it can be seen that entrainment factor of Curved corner radius 40mm open showcase is 8% lower than Rectangular open showcase. In case of Curved corner radius 80mm open showcase, the entrainment factor is reduced by 9% compared to the Rectangular open showcase. In the second numerical analysis, air flow pathline and entrainment factor were compared according to back panel open ratio. In case of back panel open ratio 0%, it can be confirmed that the cooled air from the discharge part is bent into the storage space due to the Cowanda effect. In this case, it can be confirmed that the temperature of the storage space can not be maintained at a constant temperature due to infiltration of ambient air. When the back panel open ratio is more than 1.96%, the cooled air from the punching grill of the back panel pushes the cooled air to the ambient air area. So the temperature of the storage space can be maintained at a constant temperature.
In addition, the distribution of air flow and the entrainment factor were compared by placing the product on the shelf. If there is no product on the shelf, you can see that the cooled air from the punching grill on the back panel recirculates into the storage space. However, if there is a product on the shelf, it can be seen that the cooled air from the punching grill of the back panel can not be recirculated. As a result, it can be seen that the entrainment factor decreases by up to 5.9% when there is a product on the shelf.

#Round flow control #Back panel open ratio #Rectangular corner open showcase #Curved corner open showcase #Honeycomb

1. 서론 1
2. 개방형 쇼케이스 기술 현황 및 문제점 4
2.1 기술 현황 4
2.2 개방형 쇼케이스 문제점 6
3. 연구대상 선정 8
4. 쇼케이스 Modeling 및 수치해석 10
5. 쇼케이스 성능 평가지표 15
6. 토출부 설계 변경을 적용한 CFD 해석 17
7. 백패널 개공율 변경을 적용한 CFD 해석 22
8. KS Standard에 따른 CFD 해석 35
9. 결론 41
참고문헌 44
Abstract 47
감사의글 50

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