FloMASTER에서 제공하는 Material의 유형은 총 5가지로 구성되어 있으며 다음과 같다.
Liquid / Gas / Complex Fluid (Two-Phase) / Solid / Humid Air
사용자는 Default Materials (Liquid) 외에 다른 유형의 유체(liquid)가 필요한 경우 FloMASTER내에서 신규 유체를 생성 하여 사용을 할 수 있다.
이번 시간에는 Liquid(비압축성) 유체를 생성하는 방법을 알아보겠다.

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FloMASTER에서 신규 유체(Liquid)를 생성하는 방법은 다음과 같이 2가지가 있다.

- NIST REFPROP Liquid Template (NIST Data 기반으로 지능형 데이터 포인트 생성) - Standard Liquid Template (사용자가 보유한 특성 Data 이용 or Eagle Fluid Database 기반)

- NIST REFPROP Liquid Template은 지능형 데이터 포인트 생성을 통해 NIST Database로부터 데이터를 가져와 새로이 유체를 만드는 방법으로 사용자는 유체의 작동범위를 직접 설정 할 수 있다. 지능형 데이터 포인트 생성이란 NIST Database에서 미리 정의된 유체의 운전조건을 사용하는 것이 아니라 사용자가 직접 유체의 작동범위(온도 및 압력)을 정의하고 FloMASTER는 그에 따른 ΔT 및 ΔP 값을 계산하게 된다.

"지능형 데이터 포인트 생성"을 사용하려면 FloMASTER가 제공 한 값을 사용하는 옵션을 사용하여 각 유체 속성에 대한 Tolerance 값을 설정하고 유체의 작동범위를 설정하면 FloMASTER는 NIST REFPROP 9.0에서 데이터 추출을 시작할 수 있다.



----> 유체의 작동범위

-----> FloMASTER가 제공 하는 사용 값 옵션 : 각 유체 속성에 대한 Tolerances 값 설정

- Standard Liquid Template은 빈 공간(Template)에 사용자가 보유하고 있는 유체의 특성을 적용하거나 FloMASTER가 미리 정의한 Eagle Fluids Database의 data을 기초로 1~5개의 조성비로 구성 된 화합물을 정의하여 상태방정식을 이용한 유체를 만들 수 있다.

NIST REFPROP Liquid Template은 NIST Data에서 미리 정의된 유체의 특성을 기반으로 사용자가 직접 유체의 작동범위를 설정하여 불필요한 작동범위 없이 간단하게 유체를 생성 할 수 있고 Standard Liquid Template은 사용자가 보유하고 있는 유체의 특성데이터를 직접 지정하거나 FloMASTER가 미리 정의 한 Eagle Fluids Database의 data을 기초로 만들기에 사용자 판단 하에 불필요한 데이터 입력 없이 사용자 스스로 원하는 유체의 특성만 지정하여 유체의 생성이 가능하다.

▶ 신규 유체 생성방법 (NIST REFPROP Liquid Template)

Procedure (절차)

1. Material 생성 창을 띄운다.
    Catalogues Tab → Materials → User-defined → New → Material 선택




① Catalogues tab

② Materials directory

③ User-defined directory (right click)

④ New → Material

2. 사용하고자 하는 아이템 선택
    NIST REFPROP Liquid Template 선택 → 창 하단의 “Select” Click



3. 새로운 유체의 이름 입력 및 사용하고자 하는 Fluid Type 선택
    FloMASTER Fluid Name 입력 → Fluid Type 선택 → 창 하단의 “Next” Click

Fluid Type   - Pure Fluid (Single Component): 순수 유체를 생성할 경우
  - Pseudo-Pure Fluid: 유사한 순수 유체를 생성할 경우
  - Predefined Mixture: 미리 정의된 혼합유체를 생성할 경우
  - Define New Mixture (Mass Fraction or Mole Fraction): 새로 정의한 혼합유체를 생성할 경우
  - User Created NIST Data File: NIST Data File을 사용하여 유체를 생성할 경우

                   Pure Fluid                                Pseudo-Pure Fluid                             Predefined Mixture



           Define New Mixture                     User Created NIST Data File



4. 유체의 작동조건 설정
    Pressure (bar) Minimum/Maximum 입력 → Temperature (℃) Minimum/Maximum 입력 → 창 하단의 “Next” Click



5. 유체 생성



6. 생성유체 확인
    Catalogues Tab → Materials → User-defined내에 신규 생성 유체 확인



   ↓



7. 생성유체 적용 및 사용 (Network View)

7-1. Simulation Data 에서 적용 : Network View → Simulation Data → Default Materials → Sub Form 7-2. Component에서 적용 : 특정 Component (P Source or F Source)는 component 내의 Property 항목에서 직접 적용이 가능하다.

        (Simulation Data 적용)                       (Component 적용)



▶ 신규 유체 생성방법 (Standard Liquid Template)
Procedure (절차)

1. Material 생성 창을 띄운다.
    Catalogues Tab → Materials → User-defined → New → Material 선택



① Catalogues tab

② Materials directory

③ User-defined directory(right click)

④ New → Material

2. 사용하고자 하는 아이템 선택
    Standard Liquid Template 선택 → 창 하단의 “Select” Click



3. User-defined Directory 내에 “ New : Standard Liquid Template “ 생성 확인 및 선택
    Catalogues Tab → Materials → User-defined → New : Standard Liquid Template 선택 (double click)



4. 사용자가 보유한 유체의 특성 Data 이용하거나 Eagle Fluid Database 기반으로 유체의 특성을 정의한다.
    4-1. 각 속성에 해당하는 유체의 특성 데이터 입력 및 적용 (사용자 보유 유체특성 적용)
                아래와 같이 모든 속성값들은 공백이므로 사용자는 신규 유체의 이름을 시작으로 보유하고 있는 유체의 특성데이터 (value, curve, surface)를 입력하여
          신규 유체를 만들어야 한다.



    4-2. 각 속성에 해당하는 유체의 특성 데이터 입력 및 적용 (Eagle Fluid Database 기반의 유체특성 적용)
           아래와 같이 모든 속성값들은 공백이므로 사용자는 신규 유체의 이름을 시작으로 유체의 특성데이터(value), Material 성분(1~5개), 사용할 상태방정식을 선택하여
신규 유체를 만들어야 한다.

 

   ↓



---> Material 성분: 최대 5개까지 가능하다

---> 상태방정식 : 5개의 유형 선택이 가능하다

5. 생성유체 적용 및 사용 (Network View)
    앞서 소개한 “신규 유체 생성방법 (NIST REFPROP Liquid Template)“의 7. 생성유체 적용 및 사용 (Network View)과 동일하다.

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Note.
   - NIST란 미국정부 표준기술연구소(US government's National Institute of Standards and Technology)를 의미한다.
   - Eagle Fluids Database란 FloMASTER 에서 제공하는 FFPM(Fluid Flow Properties Module)을 사용을 위한 각 유체의 속성 데이터가 저장되어 있는 database를 말한다.
     FloMASTER에서 이 database을 기반으로 1~5개의 화합물을 조성하여 상태방정식(5가지)을 이용한 유체를 생성 할 수 있다.
     Eagle Fluids Database을 기반으로 유체를 생성 할 경우 유체에 사용 된 각각의 연속 화합물에 대한 솔루션 증가에 따른 분석 시간이 길어질 수 있다.
   - Liquid(비압축성) 유체를 생성하기 위해서 최소 필요 input 조건은 Density, Dynamic Viscosity, Vapor Pressure 이며 유체의 탄성계수(Fluid Bulk Modulus)가 있으면
추가 할 수 있다.
     또한 열 전달까지 해석하기 위해서는 Specific Heat Coefficient 또는 온도에 따른 Specific Heat Capacity, Thermal Conductivity과 같은 Thermal 조건이 반드시 추가
되어야 한다.