Numerical Analysis for Cool-Down Efficiency in Test Equipment of Liquid Hydrogen Valve

본 연구에서는 액화수소 밸브 시험장치에 적용되는 소형 저장용기의 cool-down 방법의 효율성에 대해 연구하였다. cool-down 방안으로는 293 K에서 20 K까지 액화수소를 이용해 냉각하는 방법과 293 K에서 77 K까지 액화질소, 77 K에서 20 K까지 액화수소를 이용한 냉각방법으로 구성되어 진다. 계산의 편의성을 위해 소형 탱크의 형상을 단순화하였으며, 탱크 재질의 온도변화에 대한 비열특성을 고려하여 열역학적 관점에서 분석하였다. 또한 추가적으로 각각의 냉각유체의 비등곡선을 ∆T에 대해 선행연구의 관계식 계수를 적절히 변경하여 모사하였고 이를 토대로 열전달 관점에서 냉각에 소요되는 시간, 필요 유체양 등을 계산하였다. 그 결과, 액화 질소를 이용하여 1차 냉각 후 액화수소를 적용한 방안이 효율적이었으며 상대적으로 액화수소의 직접적인 사용이 적어 안전하다고 판단된다.