플라스틱 필름으로 제작된 단일층 천공(천공) 공기 덕트는 온실에서 작물의 근권 환경을 제어하기 위해 널리 사용된다. 그러나 기존 덕트는 덕트 길이에 따라 공기 흐름과 열 분포가 균일하지 않은 경우가 많아, 온실 내에서 일관된 환경 조건을 유지하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이중층 천공 공기 덕트가 개발되어 온실에 적용되었다. 다만, 환경 균일성 개선 효과를 정량적으로 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 수행하여 기존 단일층 덕트와 제안된 이중층 덕트 간의 내부 공기 흐름 및 제트 흐름 특성을 비교하였다. 또한 서로 다른 구멍 배열, 크기, 간격을 갖는 3가지 이중층 덕트 설계를 분석하였다. 그 결과 이중층 덕트는 단일층 덕트에 비해 제트 흐름의 온도 및 질량 유량 균일성을 유의하게 향상시켰다. 이중층 덕트에서 내측 튜브와 외측 튜브 사이의 공간은 열 단열층과 압력 챔버 역할을 모두 수행하여, 높은 수준의 균일한 내부 정압과 낮고 일정한 공기 속도를 유지하였다. 온도 균일성의 최대 개선률은 75%였고, 질량 유량의 최대 개선률은 42%였다. 제안된 이중층 천공 공기 덕트는 덕트 길이에 따라 구멍을 통해 제트 흐름을 보다 일정한 온도와 질량 유량으로 공급함으로써 온실의 환경 균일성 향상에 기여할 수 있다.

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