Simulation on Isothermal Expansion of Water Oversaturated Perlite

퍼라이트의 팽창에 관한 등온 상태 전산 모사

With the aiming to improve the comprehension of an expansion process of perlite, a numerical study has been carried out, concerning a water vapor bubble growth in a softened perlite melt. Isothermal case of the model is investigated and compared with the experimental results. Water content is an intrinsic parameter in a perlite expansion. With increasing water content, the expansion time is faster. But it can not be changed easily in an industrial process. Initial temperature is a changeable parameter in an industrial process. Higher initial temperature hastens the expansion time and this can be a key parameter in an industrial process. Experimental results are observed by SEM. Increasing initial temperature, perlite shape becomes close to sphere. Calculated bubble growth results are compared with experimental results. Packing density is measured and compared with simulated results. These results indicate that some other factors are applied on the model during heat transformation to work.

본 연구에서는 용암석상의 무기물인 퍼라이트의 팽창에 관한 전산 모사 및 실험을 실시하여 모델의 유효성을 검증하고자 하였다. 전산 모사는 등온 상태를 가정하여 실시하였고 초기 온도 및 수분 함량을 변화시켜 보았다. 초기 온도보다는 수분함량이 팽창에 더 큰 영향을 주었고 이는 퍼라이트의 점도 변화에 기인한 것으로 결론지을 수 있었다. 실험 결과와 비교를 위하여 시료의 충전 밀도를 측정하였고 이를 원석의 충전 밀도와 비교하여 내부 동공을 가지는 팽창 퍼라이트의 밀도를 계산하였다. 이의 결과를 전산 모사 결과와 비교하였으며 등온 상태의 전산 모사가 실험 결과와 큰 차이가 남을 알 수 있었다. 이러한 차이는 열의 일로의 변환과 이에 따른 파라미터 값의 변화가 있을 것으로 결론내릴 수 있었다.