Numerical Evaluation of the Effects of Support-Induced Thermal Bridging and Flow Velocity on Vacuum-Insulated Piping for Liquid Hydrogen
Abstract
본 연구에서는 액화수소 이송에 사용되는 진공 이중단열배관에서, 서포트 개수와 내부 유속 변화가 배관의 열적거동에 미치는 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 내부관과 외부관을 연결하는 서포트는 진공층을 관통하는 고체 전도경로를 형성하여 단열 성능을 저하시킬 수 있으며, 서포트 수 증가와 유속 변화는 액화수소 배관의 온도 상승과 열유입에 직접적인 영향을 미친다. 이를 평가하기 위해 서포트 수를 2·3·5개로 구성하고, 유속을 U, 2 U, 4 U 로 변화시키며 정상상태 해석을 수행하였다. 해석 결과, 서포트 수가 증가할수록 출구 온도 상승량(ΔT)은 모든 조건에서 증가하였으며, U 조건에서는 각각 약 146%, 232%의 증가가 나타나 서포트 열교가 전체 열유입의 지배적 요소임을 확인하였다. 유속증가의 경우 대부분의 조건에서 체류시간 감소 효과가 우세하여 ΔT가 감소하였으나, 일부 조건에서는 대류 열전달계수 증가에 따른 열유속 상승으로 비단조적 변화가 나타났다. 본 연구는 액화수소 이중단열배관에서 구조적 설계 요소(서포트)와 운전 조건(유속)이 단열 성능에 미치는 영향을 정량적으로 규명하였으며, 향후 액화수소 공급 인프라 설계의 기초자료로 활용될 수 있다.
Fields of Study & Subjects
Spacecraft and Cryogenic Technologies
Heat Transfer and Numerical Methods
Superconducting Materials and Applications
Publication details
- Journal / source
- Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
- Volume
- 27
- Issue
- 1
- Pages
- 1139–1145
- Publication date
- 31 January 2026
- Language
- EN