Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권1호
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pp.8-14
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2014
본 연구에서는 R-245fa를 작동유체로 하는 250kW급의 선박폐열회수 발전 시스템을 설계하고 과열기의 구성에 따른 사이클 특성을 연구 하였다. 과열기와 증발기의 직렬연결과 병렬연결의 2가지 조건을 시뮬레이션 하였다. 과열기와 증발기의 직렬연결 시뮬레이션에서는 작동유체 과열에 따른 엔탈피 증가로 4.7%의 출력상승을 얻을 수 있었고, 목표출력을 250kW로 정하였을 경우에는 사이클유량을 4.1% 감소시킬 수 있었다. 과열기와 증발기의 병렬연결 시뮬레이션에서는 사이클의 목표출력을 250kW로 정하였을 경우에 과열기로 가는 열원유체의 유량이 증가함에 따라 사이클 유량이 감소하여 작동유체펌프의 소요동력이 최대 7.9% 감소 하였으며, 유량비율에 따른 사이클효율과 정미효율은 큰 변화가 없었다.
건교부가 밝힌 투기과열지구 해제 시한은 분양가상한제가 시행되는 9월 이전으로 지구 해제 방침은 일단 명확한 상태다. 그러나 건설사와 지자체들은 현 지방 시장을 감안할 때 하루가 급하다는 주장을 펴고 있다. 건설교통부에서는 이에 대해 1개월 내에 지방의 투기과열지구 해제를 검토하겠다는 의견을 내놓고 있다.
본 논문에서는 362kV GIS 외함 유도 순환전류에 의한 접지본드과열에 대하여 원인을 분석하고 대책을 마련하는 것을 목적으로한다. 원인분석에는 접지본드 과열현상과 과열원인을 GIB 시스전류계산식을 이용하여 계산결과를 도출하였고 전자과도해석 프로그램(EMTP : Electromagnetic Transient Program)에 의한 분석을 통하여 원인을 분석하고 대책을 마련하여 과열현상을 방지하고자 한다.
본 논문에서는 $400^{\circ}C$ 이상의 과열 증기발생을 위하여 6kW급 유도가열장치를 개발하여 식품건조 시스템에 적용한 예를 보인다. 유도가열장치는 과열 증기의 온도를 제어하기 위하여 인버터 입력 전압을 $100\sim200V$로 가변제어가 가능하게 하였고, 인버터 입력 전압은 벅컨버터를 사용하여 기준 전압을 과열증기의 온도에 대한 전압 값을 사용하여 제어하였으며, LC 공진에 의해 발생한 전류로 증기 가열 챔버를 유도 가열하여 과열 증기를 발생하게 하였다. 발생한 과열 증기는 식품 건조를 위하여 건조로에 투입되어 고온 건조에서 식품의 건조시간을 단축시킬 수 있었으며, 식품의 손상을 줄일 수 있었다. 이의 검증을 위하여 유도 가열 장치를 설계/제작하여 실험하였으며, 식품 건조 테스트를 행하였다.
과열 수증기 공정처리 효과가 현미의 수화 및 조직특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 현미(동진)를 과열수증기의 압력이 $1kg_{f}/$\textrm{cm}^2$$로 유지되는 상태에서 수증기의 온도를 127, 150, 16$0^{\circ}C$로 달리하면서 과열 수증기 처리를 하였다. 수분흡수속도는 수침온도(60~8$0^{\circ}C$)에 따라서 현미와 백미가 각각 0.03569~0.1049 $cm/min^{-1/2}$와 0.03474~0/1618 $cm/min^{-1/2}$의 범위를 보였다. 현미와 백미의 활성화에너지는 각각 6.98 및 9.59 cal/mole을 나타내어 열수화 특성이 다름을 보였다. 한편, 과열 수증기 처리현미의 경우 $65^{\circ}C$에서의 확산계수는 18.96$\times$$10^{-5}$$\textrm{cm}^2$/min)와 처리하지 않은 현미(22.28$\times$$10^{-5}$$\textrm{cm}^2$/min)의 중간 값을 나타내었다. 과열 수증기처리 후 현미의 표면조직은 균열이 발생하였는데, 수증기 온도가 높을수록 균열의 정도가 컸다. 이상과 같은 수증기 처리는 현미 강층의 구조를 변화시킬 뿐만 아니라, 내부 전분층의 부분적 균열에도 효과적으로 작용하는 결과를 보인 것으로 예측된다.
과열증기와 열풍(과열증기/열풍건조) 또는 원적외선(과열증기/원적외선건조)으로 복합건조한 방울토마토의 이화학특성을 상응하는 열풍건조 토마토와 비교하여, 복합건조가 건조토마토의 품질특성에 미치는 영향을 조사하였다. 방울토마토의 수분함량 85.10%는 열풍건조, 과열증기/열풍 또는 원적외선의 복합건조에 따라 15.98, 22.94 및 23.08%로 각각 감소하였으며, 열풍건조와 달리 복합건조 토마토는 중간수분식품의 수분함량에 해당하는 반건조상태를 나타내었다. 건조토마토의 수축도와 표면색상은 건조 방법에 관계없이 유사하였으나, 열풍건조 토마토는 복합건조에 비해 단단한 텍스처와 낮은 풍미를 나타내었다. 방울토마토의 아스코브산 함량(260.1 mg/100 g)은 열풍건조에서 77.6 mg/100 g으로 최대 감소를 보인 반면, 복합건조의 경우에는 과열증기/열풍건조 120.8 mg/100 g, 과열증기/원적외선건조 185.2 mg/100 g으로 낮은 손실을 나타내었다. 리코펜 함량은 열풍건조, 과열증기/열풍 또는 원적외선의 복합건조에서 각각 5.55, 5.81 및 8.53 mg/100 g으로서, 대조구 대비 77, 76 및 64%의 높은 손실률을 나타내었는데, 이는 건조공정 이외에 시료의 탈피와 동결건조 과정에서 리코펜이 유실, 손상되었기 때문으로 추정된다. 그러나 건조방법에 따른 리코펜의 손실 양상을 고려할 때, 리코펜 손실은 과열증기/원적외선의 복합건조에서 가장 낮은 것으로 판단된다. 한편 수분흡수력은 모든 수침시간에서 복합건조시료가 열풍건조에 비해 현저하게 높았으며, 특히 과열증기/원적외선건조의 경우 가장 빠른 수화복원력을 나타내었다. 이상의 결과에 따라 방울토마토의 건조는 외관, 유용성분의 손실률과 수화복원력의 관점에서 과열증기처리 후 원적외선으로 건조하는 복합건조가 열풍건조에 비해 효율적인 것으로 판단된다.
본 연구에서는 순환유동층 보일러 과열기 튜브의 부식 원인물질을 규명하여, 부식방지를 위한 방안을 모색하고자 하였다. 연료, 과열기 튜브 부식부위, 과열기 튜브에 부착된 재 및 보일러 재를 채취하여 성분분석을 수행하였다. 과열기 튜브 부식부위에서 산화로 인한 O성분이 함유되어 있는 것을 확인하였다. 과열기 튜브 부착 재 및 보일러 재에서 6.1% 및 4.3%의 Cl이 분석되었으며, 이는 설계값의 약 14-20배 정도 높은 수치이다. 또한 알칼리 금속물질(K, Na, Ca)의 함량이 매우 높게 분석되었다. XRF 데이터를 이용하여 보일러에서 재의 슬래깅과 파울링에 대한 영향을 예측하였다. Basicity는 과열기 튜브 부착 재 및 보일러 재에서 각각 3.62 및 2.72로 산정되었으며, 설계값인 0.35에 비하여 높은 수치를 갖는 것으로 확인되었다.
본 논문에서는 1 ${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 LED 구동회로용 과열방지회로를 제안하였다. 제안하는 과열 방지회로는 $120^{\circ}C$에서 동작하며 $90^{\circ}C$에서 차단되도록 설계하였으며, 공정 오차에 따른 과열방지회로의 특성 변화가 많이 감소되었다. 세 가지 공정변화에 따른 특성 변화를 본 결과 제안하는 과열방지회로의 시뮬레이션 결과는 기존의 BJT 전류미러 방식의 과열방지회로보다 공정에 따른 온도변화가 약 7 % 줄어드는 것을 확인하였다. 또한 가상의 LED 구동회로에 연결하였을 때 과열로부터 LED 구동회로를 보호하는 것을 확인하였다.
최근 고유가 시대를 맞이하여 에너지 다소비 공정인 건조 공정의 에너지 효율을 향상시키기 위한 방법으로 과열증기를 이용한 건조방식이 많은 관심의 대상이 되고 있다. 이 기술은 과열증기를 건조매체로 사용하여 피건조물을 건조하는 방식으로써 고온의 증발 증기를 재활용함으로써 에너지를 절약할 수 있고 건조된 제품의 품질이 향상되며 환경오염 물질의 배출을 최소화 할 수 있는 등의 장점이 있다. 본고에서는 과열증기를 이용한 건조기술의 원리와 관련 연구들을 소개한 후 건조기 형태에 따른 과열증기의 이용 사례 및 산업적 응용분야에 대하여 중점적으로 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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