자동차 도장 건조 공정의 열전달 특성 및 건조 성능 향상에 대한 수치해석 연구
A Numerical Study on the Heat Transfer Characteristics and Performance Improving of the Paint Drying Process for Vehicle
- 주제(키워드) 도장 건조 시스템 , 전산유체역학 , 비정상상태 해석 , 복합 열전달 , 운전 조건
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 허남건
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046601
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
자동차의 도장 공정은 제품의 미관을 높이고 기계적․화학적 성질을 개선시키는 매우 중요한 공정이다. 특히 도료 건조 작업은 액체 상태의 도료를 차량 외관에 정착시키기 위한 단계로서, 건조가 제대로 이루어지지 않아 불량으로 차량이 도장될 경우, 후속 공정에 문제를 야기하거나 그 자체로 결함이 되어 불량률을 높이게 되므로 생산비용에 직접적인 영향을 미치게 된다. 따라서 차량 외관에 도료를 균일하게 정착시키기 위해 열풍 및 냉풍 건조 공정을 진행하여 도료가 적절히 건조되어 차체에 정착할 수 있는 단계를 진행시킨다. 이와 같은 도장 건조 공정의 특성을 파악하기 위해서는 열풍 및 냉풍 건조 단계의 구성 및 차량의 복잡한 형상에 따른 복합 열유동의 고려가 요구된다. 본 연구에서는 차량 도장 건조 공정시 건조로와 차량 형상을 포함한 3차원 유동해석을 수행하였다. 정확한 결과를 얻기 위하여 실제 차량의 판재 두께를 고려하여 모델링 하였으며, 건조 설비의 형상 및 복잡한 차량 형상을 고려한 전체 건조 시스템에 대한 수치해석적 기법을 마련하였다. 또한 해석 결과로 시간에 따른 차체 온도 변화를 산출해 내어 이를 실험 결과와 비교함으로써 타당성을 입증하였다. 그리고 본 연구에서는 차량 도장 건조 공정에 영향을 미치는 건조 설비 운전 조건을 변화시켜가며 수치해석을 수행하였고, 각 인자들의 변화에 따른 경향을 분석하였다. 또한 해석 결과를 바탕으로 현재 차량 이송속도에서의 에너지 절감방안 및 향후 차량의 이송속도 증가시 변화될 설비 운전조건의 가이드 라인을 제시하였다.
more초록/요약
A painting process for vehicle is very important process that is to improve the mechanical/chemical properties and to make beautiful exterior surface. A paint drying process, especially, is settle stage of the paint on the surface of the vehicle. Unless the drying performance is well enough, it will cause extra cost due to the defect. The paint drying system is composed of hot and cool air blow zone to finish the paint drying process with proper quality. In order to Fig. out the characteristic of paint drying system, both complex geometry of vehicle and drying system are considered. In the present study, three-dimensional transient numerical simulations were carried out. The detailed geometry of vehicle and thickness of plates are considered in the computational domain to produce more reliable results. The numerical methodology for paint drying system is suggested. The transient temperature distributions of vehicle were calculated and compared to the experimental results. Numerical simulations were performed with various operating condition. Also, the operating condition was obtained for saving energy in current conveying speed. Finally, the guide line of operating condition was suggested for increased conveying speed. The methodology presented in this study may be used to enhance drying performance of various vehicle type.
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