Abstract
This study presents experimental results of heat transfer characteristics of P.C.M. during outward melting process in a vertical cylinder. The experiment was carried out in six conditions, i. e., three different inlet temperature($7^{\circ}C,\;4^{\circ}C\;and\;1^{\circ}C$) and two directions of working fluid(upward and downward). Melting P.C.M. produced a bell-shaped phase change interface. When the inlet temperature was $7^{\circ}C$, the lower region remained at $4^{\circ}C$ until the temperature of upper region reached $4^{\circ}C$. This was due to the state of maximum density of the lower region. When the direction of the working fluid in the case of $7^{\circ}C$, inlet temperature, was upward, the rate of melting and the total melting energy were higher than when it's direction was downward. But the rate of melting and the total melting energy appeared higher value as it's direction was downward when the inlet temperature is $4^{\circ}C$ and $1^{\circ}C$.
본 연구는 수직원통형 빙축열조 내에 상변화물질로서 순수한 물을 $-10^{\circ}C$의 초기 과냉온도로 응고시킨 후, 작동유체의 입구온도를 $7^{\circ}C,\;4^{\circ}C,\;1^{\circ}C$로, 작동유체의 유입방향을 상향과 하향으로 각각 변화시키면서 외향용융시켰을 경우, 시간경과에 따른 축열매질의 온도분포, 상경계면의 형상, 용융율, 용융에너지를 실험적으로 구하여 이를 비교 검토한 것이다. 작동유체의 입구온도가 $7^{\circ}C,\;4^{\circ}C$의 경우에는 작동유체의 유입방향이 상 하향 모두 물의 최대 밀도점인 $4^{\circ}C$ 부근에서 일시적으로 온도가 상승하지 않고 일정 시간동안 정체하는 온도정체구간이 나타났다. 또한, 용융이 진행됨에 따라 물이 축열조의 하부에 적체되고, 이에 따라 하부에서의 용융이 활발히 진행됨으로써 상경계면 형상은 전체적으로 종모양 형태의 곡선을 나타낸다. 작동 유체의 입구온도가 $7^{\circ}C$인 경우, 용융율(Vl/Vtot)과 용융에너지는 작동유체의 유입방향이 상향인 경우가 하향인 경우에서보다 크게 나타난 반면, 작동유체의 입구온도가 $4^{\circ}C,\;1^{\circ}C$인 경우는 $7^{\circ}C$의 경우와는 달리 하향인 경우가 상향인 경우에서보다 큰 것으로 나타났다.
