전체 글31 열적 안전 설계 기준과 고온 시스템 보호 방법 1. 열적 안전 설계란 무엇인가?정의열적 안전 설계(Thermal Safety Design)는 고온 환경 또는 열 발생 시스템에서 온도 상승으로 인한 고장, 화재, 열변형, 안전사고 등을 방지하기 위한 설계 원칙과 기술을 의미합니다.필요성과열로 인한 재료의 강도 저하 및 파손화학반응 폭주, 배터리 열폭주(thermal runaway) 방지시스템 신뢰성과 수명 확보2. 열적 안전 기준 요소1) 온도 제한 (Temperature Limits)부품 허용 작동 온도 이하로 유지내열 재료 선택 및 냉각 설계 병행2) 과열 감지 및 제어센서 (열센서, 서미스터, IR센서 등) 설치온도 상승 시 자동 차단 또는 경고 시스템 연계3) 열분산 및 방출 구조 설계열원이 한 부위에 집중되지 않도록 배치 설계방열판, 냉각팬,.. 2025. 6. 11. 전열저항 개념과 열전달 해석에 미치는 영향 1. 전열저항이란 무엇인가?정의전열저항(Thermal Resistance)은 열이 한 지점에서 다른 지점으로 전달될 때의 열 흐름에 대한 저항 정도를 나타냅니다. 전기저항처럼, 온도차에 대한 열유량의 비율로 표현됩니다.수식Rth = ΔT / Q (단위: ℃/W 또는 K/W)ΔT: 온도차, Q: 열유량(W)2. 전열저항의 구성 요소전도 저항 (Rcond)고체 내부를 통해 열이 이동할 때 발생R = L / (kA), L: 길이, k: 열전도율, A: 면적대류 저항 (Rconv)고체 표면과 유체 간 열교환 시 발생R = 1 / (hA), h: 대류열전달계수복사 저항 (Rrad)두 표면 간 복사열 교환 시비선형 관계로 복잡하지만, 면적과 방사율, 온도에 의존3. 열저항 네트워크 모델개념여러 층 또는 복합 구조에.. 2025. 6. 11. 열차단 코팅 기술과 고온 환경에서의 응용 1. 열차단 코팅(TBC)이란 무엇인가?정의열차단 코팅(Thermal Barrier Coating)은 고온 환경에서 기계 부품을 열로부터 보호하기 위해 사용되는 세라믹 계열 코팅입니다. 특히 항공, 발전, 자동차 엔진 등에서 핵심 기술로 활용됩니다.역할기계 부품의 내열성 향상금속 재료의 산화 및 부식 방지전체 시스템의 열효율 증대2. 기본 구조층재질기능Top CoatYttria-stabilized Zirconia (YSZ)주요 열차단 역할Bond CoatNiCrAlY 등금속과 세라믹 간 접착성 확보SubstrateNickel-based Superalloy구조 지지체3. 열차단 원리YSZ는 낮은 열전도율과 높은 융점을 가짐 (약 2700°C)다공성 구조가 열 흐름을 분산시켜 단열 성능 향상코팅층 간 계면에.. 2025. 6. 11. 열전소자의 작동 원리와 응용 분야 1. 열전소자란 무엇인가?정의열전소자(Thermoelectric Device)는 열에너지를 전기에너지로 변환하거나, 전기에너지를 열로 변환하는 반도체 기반 소자입니다. 대표적으로는 펠티에(Peltier) 소자와 제백(Seebeck) 소자가 있습니다.기본 원리펠티에 효과(Peltier): 전류가 흐르면 한쪽은 냉각되고, 다른 쪽은 가열됨 → 냉각 시스템에 사용제백 효과(Seebeck): 양 끝의 온도차로 인해 전류 발생 → 전력 생산에 사용2. 열전소자의 작동 구조기본 구성서로 다른 두 종류의 반도체(P-type, N-type)를 전기적으로 직렬, 열적으로 병렬로 연결하여 온도차나 전류에 따라 에너지를 변환합니다.냉각 모드 (Peltier)전류 공급 → 한쪽 표면에서 열 흡수 (냉각), 반대쪽에서 열 방출.. 2025. 6. 10. 복합 열사이클 구조와 효율 향상 메커니즘 1. 복합 열 사이클이란 무엇인가?정의복합 열사이클(Combined Cycle)은 두 가지 이상의 열기관 사이클을 조합하여 하나의 열원에서 최대한 많은 에너지를 회수하는 시스템입니다. 일반적으로 가스 터빈(브레이튼 사이클)과 스팀 터빈(랭킨 사이클)이 조합된 형태가 대표적입니다.개념 요약가스 터빈에서 고온 배기가스를 이용이 배기가스로 증기 발생 → 스팀 터빈 구동총열효율을 획기적으로 향상함2. 기본 구성 및 흐름연료 연소 → 가스 터빈 작동 (브레이튼 사이클)배기열로 물 가열 → 증기 생성 (보일러 또는 HRSG)증기 터빈 구동 (랭킨 사이클)응축기에서 스팀 냉각 → 물로 복귀대표 구성도Gas Turbine → Heat Recovery Steam Generator (HRSG) → Steam Turbine.. 2025. 6. 10. 열교환기의 작동 원리와 대표적인 형태 1. 열교환기란 무엇인가?정의열교환기(Heat Exchanger)는 두 개 이상의 유체 간에 열을 교환하는 장치로, 유체들 간의 직접 접촉 없이 열만 전달되도록 설계되어 있습니다.역할고온 유체에서 저온 유체로 열 이동에너지 절약 및 시스템 효율 향상냉각, 가열, 응축, 증발 등 다양한 공정에 사용2. 열교환기의 작동 원리기본 열전달 방식열교환기 내에서는 일반적으로 전도 + 대류의 형태로 열이 전달됩니다. 전도는 벽면을 통해, 대류는 유체 내 흐름을 통해 열이 이동합니다.열교환 방식병류(Parallel flow): 두 유체가 같은 방향으로 흐름역류(Counterflow): 두 유체가 반대 방향으로 흐름 → 가장 효율적교차류(Crossflow): 한 유체는 직선, 다른 유체는 수직 방향으로 흐름3. 열교환기.. 2025. 6. 9. 이전 1 2 3 4 5 6 다음
