LNG 기화열을 이용한 수조 수온 냉각성능에 관한 실험적 연구

Experimental Study on Water Tank Temperature Cooling Performance Using LNG Heat of Vaporization

본 연구에서는 해수식 기화기를 사용한 LNG의 기화과정과 이를 통해 냉각된 냉해수를 양식 수조에 공급하는과정을 모사하여 열전달 성능실험을 진행하였다. LNG 대신 액체질소를 활용하여 액체질소 공급유량, 물 공급유량및 양식 수조 노즐의 분사각도 변화에 따른 수조수온 변화를 실험적으로 분석하였다. 물 공급유량을 0.05 kg/s으로 고정하고 액체질소 유량을 0.0058 kg/s, 0.0075 kg/s, 0.0092 kg/s으로 변경하여 실험한 경우, 0.0092 kg/s의 실험조 건에서 목표온도인 17℃에 도달하였다. 물 공급유량을 0.05 kg/s, 0.07 kg/s, 0.08 kg/s, 0.10kg/s으로 설정하고 각유량에 액체질소 유량을 동일하게 0.0092 kg/s으로 고정하여 실험한 경우 물 공급유량 0.05 kg/s, 0.07 kg/s인 실험 조건에서 목표 온도인 17℃에 도달하였다. 수조에 공급되는 물 분사 노즐의 각도를 0°, 30°, 60°로 조정한 경우 목표온도인 17℃에 가장 빠르게 도달하는 조건은 수조 접선 방향으로 물이 분사되는 0° 실험조건이었다.

In this study, a heat transfer performance experiment was conducted by experimentally testing the vaporization process of liquefied natural gas (LNG) using a seawater vaporizer and the process of supplying cooled seawater to the aquaculture tank. By using liquid nitrogen instead of LNG, we experimentally analyzed changes in tank water temperature according to changes in liquid nitrogen supply mass flow rate, water supply mass flow rate, and injection angle of the aquaculture tank nozzle. When testing was conducted by fixing the water mass flow rate at 0.05 kg/s and changing the liquid nitrogen mass flow rate to 0.0058 kg/s, 0.0075 kg/s, and 0.0092 kg/s, the target temperature of 17°C was reached under the experimental condition of 0.0092 kg/s. When the water supply mass flow rate was set to 0.05 kg/s, 0.07 kg/s, 0.08 kg/s, and 0.10 kg/s at the constant mass flow rate of liquid nitrogen of 0.0092 kg/s, the target temperature of 17°C was reached under the experimental condition of 0.07 kg/s. When the angle of the water nozzle was adjusted to 0°, 30°, and 60°, the fastest way to reach the target temperature of 17°C was the 0° experimental condition in which water was injected tangentially to the water tank.