• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.367-371
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• 2019

산업 현장에서 많이 사용하는 중공형 제품에 대한 성형은 가열과 냉각에 의해 회전 성형하게 된다. 제품에 대한 품질 향상을 위해 균일한 냉각이 필요하고, 생산성 향상을 위해 빠른 시간의 냉각이 요구된다. 본 논문에서는 팬에 의한 강제 냉각이 없는 경우와 팬에 의한 강제 냉각이 있는 경우로 크게 냉각 조건을 구분하였다. 또한, 팬에 의한 강제 냉각이 없는 경우에 대하여 성형기가 수평으로 정지해 있는 조건과 수직으로 정지한 조건으로 구분하였다. 그리고 팬에 의한 강제 냉각을 확인하기 위해 팬이 가동되지 않은 상태에서 성형기만 회전하는 조건과 하부의 팬만 작동하는 경우, 상단과 하단의 팬이 작동하는 조건으로 설정하였다. 이와 같이 성형기의 냉각의 결과를 여러 조건의 공기 냉각 조건에 대해 회전성형기의 표면 온도를 STAR-CCM+ 프로그램으로 해석한다. 총 5개의 조건에 대해 회전성형기의 온도 분포를 해석하였으며, 각 조건에서 냉각에 대한 성형기의 표면 온도 분포를 비교하였다. 5개의 Case 중 Case4가 900sec 후 약 35℃로 가장 낮았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.983-990
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• 2010

본 연구에서는 냉각면의 표면온도가 비교적 낮은 강제대류 및 핵비등영역에서 다양한 종류의 마이크로 휜이 가공된 냉각면의 분무냉각 열전달에 대해 실험적으로 연구하였다. 실험결과로부터 냉각면 표면에 가공된 마이크로 휜은 분무냉각 열전달을 촉진시키며, 냉각휜의 크기와 종류에 상관없이 분무유량이 증가할수록 분무냉각 열전달도 큰 폭으로 증가하고 있음을 알 수 있었다. 또한 희박한 분무영역에서는 냉각면에 가공된 휜의 크기와 형상이 분무냉각 열전달에 큰 영향을 미치고 있으나, 분무유량이 증가할수록 이러한 경향은 점차 약해져 본 실험에서 가장 높은 분무유량조건에서는 편평한 냉각면을 제외한 모든 냉각면의 열유속이 거의 동일하게 나타나고 있음을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.68-68
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• 2011

본 연구에서는 PV cell이 직달 일사에 노출되는 경우와 집광된 태양광에 조사되는 경우의 성능을 비교하는 한편 집광기의 형태에 따른 열적 성능을 검토하고자 하였다. PV cell은 본질적으로 반도체의 특성을 가지므로 작동온도의 상승에 따라 성능이 저하된다는 사실이 알려져 있으며, 태양조사의 강도 및 밀도 등 특성에 따라서도 성능의 변화를 예상할 수 있다. 그러나 이러한 성능변화에 관련된 인자들과 그 영향의 크기에 대한 정량적인 기술자료가 부족하므로 설치와 이용에 한계가 있는 것이 현실이다. 인공태양 장치(solar simulator)를 이용하여 0.7에서 1.2 sun 범위의 태양 조사 환경에서 결정질 실리콘계 PV cell과 집광형 PV cell의 성능을 검토하였다. 집광에 사용한 PTC는 집광면적의 폭이 500 mm이며, 집광 조사면적이 최소 10 mm인 경우 이론적 최대 집광비가 50이었다. PTC의 축방향으로는 균일한 태양조사가 있게된다는 것을 가정하여 모델의 길이는 간편한 실험을 위해 150에서 500 mm의 범위에서 제작하였다. 수평으로 놓인 PTC의 상부 초점 위치로부터 집광면이 아래 쪽에 위치할수록 집광 조사 면적이 증가하므로 PV cell의 크기에 따라 PTC 초점의 위치로부터 거리를 결정하였다. 한편, PTC 자체의 성능도 촛점거리와 집광면 폭의 비에 따라 달라질 수 있다는 가정 하에, 포물면의 최저 위치로부터 촛점거리는 각각 300, 400 및 500 mm가 되도록 세가지 형태를 제작하여 사용하였다. 동일한 형태의 PTC에서 PV cell의 동일한 설치 위치에서도 최고 $110^{\circ}C$ 범위의 PV cell의 작동 (표면) 온도에 따른 성능의 차이를 관찰하기 위해 셀의 후면을 냉각시키는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하였다. PV cell의 표면 온도 측정을 위해서, 후면의 온도와 같이 광선 차단 효과의 우려가 없는 경우에는 열전대를 설치하였으며, 셀의 전면 온도 측정을 위해서는 비접촉식 적외선 온도계를 사용하였다. 냉각 방법으로는 공기를 이용한 자연대류와 액체를 사용하는 강제대류의 경우를 고려하였으며, 필요에 따라 적절히 설계된 히트싱크를 설치하여 비교 실험을 진행하였다. 강제대류 냉각의 경우는 항온조를 사용하여 순환하는 냉각수의 유량과 공급온도를 변화시킴으로써 PV cell의 작동온도를 조절하고, 이에 따른 발전 성능의 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 도출한 실험 및 분석 결과는 PV cell의 설치 환경과 작동온도의 변화에 따라 그 성능 변화를 예측할 수 있는 기술적 자료를 제공함으로써 에너지 이용의 합리화를 도모하는데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.465-468
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• 2000

The procedure of semi-solid forming is composed of heating a billet, forming, compression holding and ejecting step. There are several methods to heat a billet during semi-solid forming process such as electric heating and induction heating. Usually in semi-solid forming process, induction heating has been adopted to achieve more uniform temperature of semi-solid material. Although induction heating is better method than any others, however, there is still difference of temperature between internal part and surface part of semi-solid material. Worse yet, in case of high liquid fraction of semi-solid material, liquid of the billet will flow down though solid of the billet still remains, which is very difficult to handle. In the present study, induction heating of semi-solid material with compulsive surface cooling has been performed to obtain uniform distribution of temperature. Distribution of temperature of the billets was measured and compared with that of conventional distribution of temperature. By this new induction heating method, not only temperature over the whole billet become uniform, but also control of temperature is possible.

• 기계저널
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• 제20권6호
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• pp.468-473
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• 1980

강재의 냉각, 특히 물을 사용한 강제냉각은 제철공정에서 실용되어지고 있음에도 불구하고 그 냉각과정에서 어떠한 현상이 일어나고 있는 지는 아직까지 명확치 못한 부분도 많고, 열전달율의 정량\ulcorner인 값도 불확실한 부분이 많다. 석유 shock 이래, energy 사용의 절약을 부르짖는 이때 물 상용의 절감 또한 절실히 요구되고 있다. 따라서 철강관계자도, 전열관계자도 이방면에 중대한 관심을 기울이게 됨은 물론 연구는 문의 수도 점차로 늘어나기 시작했다. 제철공정에서 가장 중요한 부분을 차지하는 온도범위는 감재표면열도의 200-1300.deg.C정도사 이 이지만 이중 300-800.deg.C 정도 범위에서는 인체면과 물사이의 전열현상을 가장 잘 알지 못하는 범위이다. 이범위의 실험치를 개관하면 실험하는 사람에 따라서 열전달율에 약간의 정도차가 있으며, 아 직까지 연구의 단서만 나온 것 뿐이라는 관점이다. 강재냉각의 전망에 대해서는 삼봉의 훌륭한 교재가 있으며, 본자료에서 는 냉각하는 경우에 생기는 현상을 중심으로 전열연구자의 입장에서 연구현황과 그 문제점을 논술해 보고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.2021-2026
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• 2013

냉각법은 용접과 동시에 용접토치로 부터 일정한 거리 떨어져 있는 용접부를 냉각기체를 이용하여 냉각시켜 용접변형을 최소화시키는 기술이다. 냉각기체에 의해 용접부의 온도를 감소시키면 용접부에 발생하는 열응력이 감소되고 그 결과 소성변형이 최소화되어 최종적으로 용접좌굴과 각변형을 방지할 수 있는 기술이다. 이 방법은 용접부 표면을 냉각시키는 방법으로 용접부를 직접 냉각시킴으로서 현장 적용성 면에서 다른 용접변형 방지법 보다 효율적이다. 본 연구에서는 맞대기용접을 대상으로 용접 후면의 냉각조건(폭, 길이)을 변화시켜 열탄소성해석을 실시하여 해석적방법으로 용접 각변형에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과 용접토치와 냉각 선단과의 거리는 25mm, 냉각 길이는 80mm, 냉각 폭은 30mm의 경우가 각변형 저감에 제일 큰 효과가 있었다. 이때 냉각길이는 길면 길수록 각변형을 감소시킨다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1459-1460
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• 2011

자성유체에 60Hz의 교류자기장을 인가할 때 발생되는 냉각효과를 해석하기 위해 유한요소법을 결합하였다. 열원으로는 전류가 코일에 흐를 때 생성되는 줄열과 닐운동과 브라운운동으로 야기되는 전력손실에 의한 발열이 있다. 교류자기장은 주파수가 낮기 때문에 줄열이 주요한 열원이 된다. 그러므로 코일에서 자성유체로 일어나는 열전달과 자연대류현상은 코일의 표면에서 일어난다. 자연대류현상을 해석하기 위해서는 자성유체의 부력밀도를 고려해야 한다. 부가적으로 자계의 세기와 온도에 관한 함수인 자화와 자기체적력밀도로 인해 자기대류현상과 같은 강제대류가 일어난다. 이러한 두 가지 대류현상으로 인해 교류자기장을 인가한 자성유체에서 냉각효과가 일어난다. 자기체적력밀도는 유한요소법으로 보간된 가상공극개념을 이용하여 켈빈전자기력밀도를 이끌어 낸 후 이를 수치적으로 이용하여 구하였다. 랑제방함수는 켈빈전자기력밀도와 전력손실을 계산하는데 필요한 비선형 자화율을 고려하기 위해 사용하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권1호
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• pp.97-102
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• 2005

The procedure of semi-solid forming is composed of heating a billet, forming, compression holding and ejecting step. There are several methods to heat a billet during semi-solid forming process such as electric heating and induction heating. Usually in semi-solid forming process, induction heating has been adopted to achieve more uniform temperature of semi-solid material. Although induction heating is better method than any others, however, there is still difference of temperature between internal part and surface part of semi-solid material. Worse yet, in case of high liquid fraction of semi-solid material, liquid of the billet will flow down though solid of the billet still remains, which is very difficult to handle. In the present study, induction heating of semi-solid material with compulsive surface cooling has been performed to obtain uniform distribution of temperature. Distribution of temperature of the billets was measured and compared with that of conventional distribution of temperature. By this new induction heating method, not only temperature over the whole billet become uniform, but also control of temperature is possible.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.129.1-129.1
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• 2016

반도체, 디스플레이, PC 등 전자기기의 경우 소자 내 발생된 열로 인해 기기의 성능 및 효율, 수명 등이 감소하기 때문에 이러한 내부 열을 외부로 방출시켜줄 필요가 있다. 일반적으로 heat pipe나 냉각 팬(fan) 등의 외부장치에 의해 강제적으로 냉각해주는 기술이 있지만 휴대용 디바이스와 같이 작은 전자기기의 경우 소자 자체적으로 열전도 특성이 뛰어난 기판을 사용하여 열전도에 의해 열이 소자 밖으로 방출될 수 있도록 방열 설계를 해주어야 한다. 따라서 소자 전체를 지지해주고 열전도에 의해 방열 기능을 해주는 방열기판에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재 가장 많이 사용되어지는 세라믹 방열기판으로는 알루미나가 있지만 보다 소자의 집적화와 고성능화로 인하여 열전도도가 높은 질화규소 기판의 요구가 증대되고 있다. 하지만 이러한 질화규소기판에 금속전극을 형성하는 기술은 종래의 알루미나 기판에 이용한 DPC(Direct Plated Copper), DBC(Direct Bonded Copper)기술을 적용할 수 없다. 그래서 현재는 메탈블레이징을 이용하여 전극을 형성하지만 공정비용 및 대형기판에 형성이 어려운 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 질화규소 방열기판에 전기화학공정을 통하여 밀착력이 우수한 금속 전극 회로층 형성에 대한 연구를 진행하였다. 질화규소 방열기판에 무전해 Ni 도금을 통하여 금속층을 형성하는데 이 때 세라믹 기판과 금속층 사이의 낮은 밀착력을 향상시키기 위해 습식공정을 통하여 표면처리를 진행하였다. 또한 촉매층을 $Pd-TiO_2$ 층을 이용하여 무전해 도금공정을 이용하여 Ni, 전극층을 형성하였다. 질화규소 표면에 OH기 형성을 확인하기 위해 FT-IR(Fourier-transform infrared spectroscopy)분석을 실시하였으며 OH 그룹 형성 및 silane의 화학적 결합으로 인해 금속 전극층의 밀착력이 향상된 것을 cross hatch test 및 scratch test를 통해 확인하였고 계면 및 표면형상 특성 등을 분석하기 위해 TEM(Transmission electron microscopy), SEM(Scanning electron microscopy), AFM(Atomic-force microscopy)등의 장비를 이용하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제20권2호
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• pp.112-119
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• 1988

이 연구의 목적은 가혹한 사고후 손상된 원자로심을 모의한 열이 발생하는 성충 데브리층에서의 강제대류 드라이아웃 열유속 자료를 실험 적으로 얻고자 한 것이다. 여 기서는 일정한 층의 깊이와 냉각재 유입온도 조건하에서 선정된 몇 가지 크기의 입자로 성층을 형성한 데브리층에서 주로 냉각재질량유속이 드라이아웃 열유속에 미치는 영향을 관찰하였다. 이 실험적 연구로부터 얻은 주요 결과는 다음과 같다 (1) 성층 데브리층에서의 드라이아웃 열유속은 질량유속의 증가와 더불어 증가하며 그 증가의 경향은 크기가 균일한 입자층에 대한 것과 유사하다. (2) 이론치와 실험치와의 비교에서 입자직경으로는 표면적 평균 직경을 사용하는 것이 적합하다.