전체 글52 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. 냉각 시스템의 주요 구성 요소와 열역학적 설계 원리 1. 냉각 시스템이란?정의냉각 시스템(Cooling System)은 열이 발생하는 기기나 시스템에서 과열을 방지하기 위해 열을 제거하거나 이동시키는 장치입니다.역할기기의 정상 작동 온도 유지에너지 효율 및 수명 향상안전성과 성능 확보2. 냉각 시스템의 주요 구성 요소1) 열원 (Heat Source)컴퓨터 CPU, 전기 모터, 엔진, 발전기 등에서 발생하는 불필요한 열이 냉각 대상입니다.2) 열전달 장치히트싱크(핀 구조): 공기와 접촉면 넓힘열전달 파이프(히트파이프, 베이퍼챔버)열전소자(Peltier) 또는 액체 냉각 라인3) 냉각 매체 (Coolant)공기 냉각: 팬으로 기류 유도수랭식: 냉각수나 냉매를 이용한 순환4) 방열 장치 (Heat Rejection Unit)라디에이터, 콘덴서, 냉각탑 등외부.. 2025. 6. 9. 단열재의 열전달 저감 원리와 재료별 특성 1. 단열재란 무엇인가?정의단열재(Insulation Materials)는 열전달을 저지하거나 최소화하기 위해 사용되는 재료로, 건축, 기계, 배관, 냉장 등 다양한 분야에서 활용됩니다.역할내부와 외부 온도 차이로 발생하는 열손실 방지에너지 절약 및 시스템 효율 향상표면 온도 유지 및 안전 확보2. 열전달 저감 원리1) 열전도 차단열이 고체를 통해 이동하는 것을 열전도라고 하며, 단열재는 낮은 열전도율(λ)을 가진 소재로 구성되어 있습니다.2) 복사열 반사알루미늄 포일 등은 복사에너지 반사율이 높아 열의 전파를 차단합니다.3) 대류 방지공기나 기체가 흐르지 못하게 미세한 구멍이나 셀 구조로 되어 있어 대류 이동 자체를 막습니다.3. 주요 단열재 종류 및 특성종류형태열전도율 (W/m·K)특징그라스울섬유형0.. 2025. 6. 9. 열효율이란 무엇인가? 1. 열효율이란 무엇인가?정의열효율(Thermal Efficiency)은 공급된 열에너지 중 실제 유효한 일로 변환된 비율을 의미합니다. 이는 모든 열기관의 성능을 평가하는 핵심 지표로, 연료의 에너지 중 얼마가 실제로 유용하게 쓰였는지를 나타냅니다.공식열효율 (%) = (유효한 일 / 투입된 열에너지) × 100예를 들어, 가스 터빈이 연료로부터 100MJ의 에너지를 받아 40MJ의 일을 했다면, 효율은 40%입니다.2. 열효율의 중요성경제적 이점: 연료 소비량 감소 → 비용 절감환경적 효과: 배출가스 감소로 친환경성 향상시스템 수명 증가: 낭비 에너지 감소 → 부품 마모 감소3. 열효율에 영향을 미치는 요소열원과 내원 간 온도차: 카르노 효율에 의해 이론적 상한선 결정사이클의 종류: 오토, 디젤, 브.. 2025. 6. 8. 이전 1 ··· 4 5 6 7 8 9 다음
