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화학열펌프에 있어서의 무기수화물계 축열시스템에 관한 연구(!)
박영해(Young-Hae Park),김종식(Jong-Shik Kim) 한국태양에너지학회 1995 한국태양에너지학회 논문집 Vol.15 No.3
본 연구는 화학열펌프 개발을 목적으로 비교적 고온영역에서 화학축열에 응용 가능 할 것으로 판단되는 무기수화물계 Ca(OH)₂/ CaO 가역 반응싸이클을 이용한 수화·탈수반응에 따른 충진층내 열이동에 대하여 실험적 검토를 행하였다. 그 결과 본 실험에서 얻은 열교환특성은 Ca(OH)₂열분해 탈수반응시 반응기 내의 시료층 상단부가 하단부에 비해 탈수반응이 느리게 진행되었으며 이러한 현상은 탈수반응이 하부에서 상부로 진행됨을 알 수 있었다. 또, 반응기내 반경방향에서의 Ca(OH)₂열분해 탈수반응에 따른 온도변화는 시료 중심부에서 상·하단부로 나타났으며 이는 열전도도에 의한 온도 강하로 중심부의 축열온도가 높음을 알 수 있었다. The heat-storage characteristics accompanied by exothermic reaction at the regeneration of Ca(OH) ₂ in the heat-storage mode of a chemical heat pump system using a Ca(OH)₂/ CaO reversible thermochemical reaction was examined in a lab-scale unit. In this heat-storage mode, the particle bed of CaO could be regenerated by heating the Ca (OH)₂ packed bed to the higher temperature at which the equilibrium pressure in the reactor is greater than the water vapor pressure in the condenser. The results are i) the dehydration, thermal decomposition, rate of Ca(OH)₂ was higher at the lower part of particle bed than at the upper part, ii) in the reactor, the dehydration was proceeded along radial and axial direction, from inner part to the outer part, which explains heat transfers from the center to wall and from the center to lower or upper part of reactor.
화학열펌프에 있어서의 무기수화물계 축열시스템에 관한 연구 (Ⅲ) - Ca(OH)2 탈수반응층의 전열해석 -
박영해,이영세,김종식 ( Young Hae Park,Young Sei Lee,Jong Shik Kim ) 한국공업화학회 1996 공업화학 Vol.7 No.6
본 연구는 고온용 열구동형 화학열펌프에 있어서 폐열 및 태양에너지를 유용하게 이용하기위한 목적으로 Ca (OH)₂ 탈수반응시 원주형 반응기 충진충내 핀을 주입 전열촉진한 경우의 전열 및 반응촉진효과에 대해 이론적 평가를 행하였다. 그 결과 탈수흡열 반응시 반응층내 온도분포변화, 반응완결시간, 방열량에 대한 수치해석 결과 구리판 전열핀을 설치한 경우 입자 충전층의 탈수반응 소요시간을 크게 단축시킬 수 있었으며, 본 실험조건 하에서는 전열핀을 주입하지 않았을 때보다 탈수반응 소요시간이 1/2정도 단축됨을 알 수 있었다. 또한 해석결과 열화학반응은 온도 및 농도에 주로 의존하였고, 경계조건과 입자충전층의 열전도도에 의해 크게 좌우되었음을 알 수 있었다. To develope chemical heat pump, which is operated by heat of high temperature using available energy sources such as solar heat and many kinds of waste thermal energy we have studied theoretically the enhancement effects of inserted fins on the rate of heat transfer and reaction in cylinderical Ca(OH)₂ packed bed reactor. The results obtained by numerical analysis about profiles of temperature, completion time of reaction and exothermic heat amount released from the reactor read as the inserted copper fins in reator reduce the completion time of dehydration reaction in packed bed by half, and the rate of thermochemical reaction depends on the temperature and concentration, and it is also governed by the boundary conditions and the rate of heat transfer in the particle packed bed.
화학열펌프에 있어서의 무기수화물계 축열시스템에 관한 연구 (Ⅱ) - CaO 수화반응층의 전열해석 -
박영해,정수열,김종식 ( Young Hae Park,Soo Yull Chung,Jong Shik Kim ) 한국공업화학회 1996 공업화학 Vol.7 No.3
본 연구는 폐열 및 태양에너지를 유용하게 이용하기위한 화학열펌프 개발 목적으로 고온영역 히트펌프에서의 원주형 반응기 충진층내 핀을 주입 전열촉진한 경우의 전열 및 반응촉진효과의 이론적 평가를 행하였다. CaO 반응충의 열 및 물질 이동에 관해서 반경방향, 원주방향에 대해 2차원 편미분방정식을 수치 적분하여 핀 주입형 반응층내 반응 및 전열 특성을 조사하였으며, 반응층내 온도분포변화, 반응완결시간, 방열량에 대한 수치해석 결과는 다음과 같다. -. 전열 핀주입에 따른 반응완결 시간이 절반이하로 줄일 수 있다고 한 실험결과와 잘 일치됨을 알 수 있었다. -. 해석결과 열화학 반응은 온도 및 농도에 주로 의존하였고, 경계 조건과 입자 충전층의 열전도도에 의해 크게 좌우되었음을 알 수 있었다. To develope chemical heat pump using available energy sources such as solar heat and many kinds of waste thermal energy we have studied the enhancement effect of inserted fins in cylindical packed bed reactor. Two dimensionnal (radial and circumferential) partial differential eqaetions, concerning heat and masstransfer in CaO packed bad, are solved numerically to describe the characteristics of the reaction of fins inserted reactor and heat transfer. The results obtained by numerical analysis about two dimensional profiles of temperature and conversion in the reactant in the packed bed and exothermic heat amount released from the reactor are follows; -. The insertion of fins in reactor can redue the reaction completion time by half. -. The rate of thermochemical reaction depends of the temperature and concentration and it is also governed by the boundary conditions and heat transfer rate in the particle packed bed.
이영세,박영해,김문갑,김종식 啓明大學校 産業技術硏究所 1994 産業技術硏究所 論文報告集 Vol.17 No.-
Power input in stirred vessel is especially important in the design of mixers, as well as the evaluation of mixing processes. In the present study, power input in the totally baffled agitated vesseles was compared systematically in connection with several previous studies and adequate power input correlation was found to be : ?? ?? ??