• 식품기술
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• 제22권4호
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• pp.808-815
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• 2009

Joule heating은 내부 가열법 중의 하나이며, Ohm의 법칙에 따라서 식품에 직접전기를 통전하여 식품이 갖고 있는 전기저항성에 의해서 식품자체를 자기 발열시키는 가열방법이다. 따라서 Joule 가열을 Ohmic heating 또는 통전가열이라고도 부르고 있다. 열전달성이 느린 고형물 또는 고점도의 Paste형 식품도 어느 정도 전도성이 있으면 신속하면서도 균일하게 열처리를 할 수 있다. 최근 일본에서는 통전가열에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있으며, Joule 가열 연구 및 산업화 동향의 일부를 소개하고자 한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.233-238
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• 2002

본 논문에서는 유도가열조리기의 효과적인 설계를 위하여 입력주파수 변화에 따른 유도가열조리기의 자계와 열계 해석 방법을 제시하였다. 유도가열조리기의 내부자계는 3차원 축대칭 유한요소법을 사용하여 해석하였으며, 열원은 유도가열조리기의 내부에서 유도된 와전류에 의하여 발생되고, 열은 열원과 열방정식을 사용하여 계산되어진다. 또한, 유도가열조리기의 온도특성을 스테인레스와 알루미늄 각각에 대하여 주파수와 투자율에 따라 제시하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권2호
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• pp.141-150
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• 2004

우리가 소비하는 가공 식품은 위생상 안전하도록 살균처리가 이루어진다. 식품 내에 존재할 수 있는 유해 세균은 일정 살균온도에서 살균에 필요한 시간 동안 노출되면 사멸하며, 일반적으로 살균온도가 높을수록 살균에 필요한 시간은 단축된다. 연속살균장치는 혼합 및 저장탱크에 담겨진 식품을 점프로 이동시키면서 가열 열교환기에서 살균온도로 가열하고 단열관을 거치는 동안 살균온도를 유지시켜 살균을 완료한다. 또한 살균된 식품은 냉각용 열교환기에서 상온으로 냉각되며 이 과정에서 회수되는 열은 저장탱크에서 유입되는 식품의 예열에 사용되어 에너지 효율을 제고하는데 사용되기도 한다. 이와 같이 관을 이동하면서 가열되는 살균장치는 기존의 배치식 살균방법에 비하여 균일하게 가열이 이루어지므로 130C의 고온으로 살균할 수 있어서 살균에 필요한 시간을 수초에서 수십초 정도로 단축시킬 수가 있고 그에 따라 열손상을 크게 줄일 수 있다. 또한, 상온으로 냉각된 식품을 포장함으로써 저렴한 가격의 포장용기를 사용할 수 있고 상온에서 저장할 수 있으므로 저장비용이 저렴한 장점이 있다. 그러나, 가공식품에 고기나 야채와 같은 고체 상태의 식품이 함유된 경우에는 액상 식품이 열 교환기에서 순간 가열되며, 고상 식품은 액상식품과의 대류에 의한 열전달로 가열된다. 이 과정에서 고상식품은 이동관 내벽이나 다른 고상식품과 부딪치거나 회전하면서 이동관 내부에서 자유롭게 운동하게 된다. 이 과정에서 액상식품과의 상대이동 속도가 발생하여 이것이 대류열전달에 영향을 미치게 된다. 이 상대이동속도에 따른 대류 열전달계수는 고상식품의 내부온도 결정에 사용되는 연속살균장치의 중요한 설계인자이다. 대류열전달계수는 연속살균장치에서 자유로이 이동하는 고상식품의 중심부의 온도를 측정하여 결정할 수 있으나 이는 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 고정된 고상식품에 액상식품을 이동시켜 상대속도를 재현하고 액상식품의 온도와 고상식품의 중심온도를 측정하는 장치를 개발하였으며, 각 상대속도와 액상식품의 점도 별 대류열전달계수를 결정하는 프로그램을 유한차분법을 이용하여 개발하였다. 이 장치를 분당 15, 30, 40 리터의 유량에서 유체의 점도를 0에서 15 centipoise 사이의 세 수준에서 정육면체 소고기를 모델 고상식품으로 내부 온도분포를 측정하였으며, 유한차분법 프로그램으로 대류열전달계수를 결정하였다. 대류열전달계수는 792에서 2,107 W/m$^2$로 분석되었다. 대류열전달 계수는 액상식품과의 상대속도가 증가함에 따라서 증가하였고, 점도가 증가함에 따라서는 감소하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권5호
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• pp.617-624
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• 2010

선박 건조공정에서 외피의 곡면 가공에 많이 사용하는 가공법을 선상가열법이라고 한다. 선상가열법은 엔지니어의 숙련도에 따라 품질의 차이가 커지기 때문에 현재에는 엔지니어의 숙련도에 의존하지 않는 자동화기기를 사용하여 선상가열을 수행하는 경우가 많다. 본 연구에서는 자동화기기를 사용한 선상가열에 의한 가열판재의 온도분포를 조사하고자 한다. 선상가열시 적용되는 주요한 변수는 가열원의 이동속도, 강도 및 가열 방식 등이 있으며, 본 연구에서는 세 가지 변수를 중심으로 가열판재의 표면 및 내부온도가 어떻게 변화하는지를 조사하였다. 해석결과 가열원의 이동속도가 빨라질수록 판재의 피크온도는 낮게 형성되는 것을 확인하였고, 또한 열원의 크기에 따른 피크온도 및 온도분포가 선형적으로 변화하는 것을 정량적으로 계산할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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• pp.214-217
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• 2001

마이크로웨이브 연속 건조기는 전자파를 사용하여 피건조물의 내부로부터 건조시키는 가열장치로서 주로 ISM 주파수 대역(915MHz와 2450MHz을 사용한다 피건조물의 연속적인 가열을 위해서는 건조체가 통과하는 입ㆍ출구가 개방되어야한다. 이러한 마이크로웨이브 연속 건조기는 응용 분야가 무한함에도 불구하고 균일 가열, 개방 공간 작업과 같은 기술적 제약으로 인해 가정용 마이크로웨이브 오븐 정도의 수준에 머물고 있는 상태이다. 본 논문에서는 2450MHz의 마이크로웨이브 주파수에서 동작하는 연속 건조기에 적합한 구조 설계를 위해 유한 차분 시간 영역(FDTD : Finite-Difference Time-Domain)법을 이용하여 건조기 내부와 외부의 전자계 분포를 해석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.853-858
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• 2008

유도가열 전기보온 압력밥솥의 체결 구조는 오븐, 상부 가열판, 체결 링으로 구성되며, 기존의 밥솥과 달리 내부에 압력이 작용하기 때문에 안전성 검토가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 유한 요소법을 이용하여 밥솥의 체결 구조인 오븐, 상부 가열판, 체결 링에 대하여 구조해석을 수행하고 구조적으로 안전한 최적 두께를 산출한다. 특히, 오븐은 스테인레스와 알루미늄이 겹쳐서 성형된 제품이므로 복합재료 해석을 수행하고, 안전성 평가를 위하여 von Mises법과 Tsai-Wu법을 도입한다. 오븐과 상부 가열판의 최적 두께 산출을 위하여 설계 변수법을 적용한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.408-418
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• 1986

본 연구에서는 표면은 단단하고 내면은 강인한 조직을 얻기위하여 대형 성형 탄 로울에 대하여 노에서의 급속가열 및 대기 상태에서의 자연냉각의 열처리가 수행 되어진다. 급속가열 및 냉각시 성형탄 로울 내부의 온도 분포 예측을 위하여 대류 및 복사 열전달 경계조건을 가지는 1차원 비정상 열전도 방정식이 유한 차분법을 사 용하여 해석되어졌다. 여기서 급속가열시 연소가스로 부터 기체복사에 의하여 성 형탄 로울의 바깥표면을 통하여 흡수되는 열량은

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.80-85
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• 2003

본 논문에서는 유도가열조리기의 효과적인 설계를 위하여 입력주파수 변화에 따른 유도가열조리기의 자계와 열계 해석 방법을 제시하였다. 유도가열조리기의 내부자계는 3차원 축대칭 유한요소법을 사용하여 해석하였으며, 열원은 유도가열조리기의 내부에서 유도된 와전류에 의하여 발생되고, 열은 열원과 열방정식을 사용하여 계산되어진다. 또한, 유도가열조리기의 온도특성을 스테인레스와 알루미늄 각각에 대하여 주파수와 투자율에 따라 제시하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권2호
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• pp.190-199
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• 1998

a new measuring method is suggested to determine the time constant of a thermocouple wire to be applied for the measurement of the true fluid temperatures in varying flow states. Based on the techniques of internal heating which are commonly used to measure mean time constants we extend the existing method to measure instantaneous time constants continuously. A method of measurement and analysis is presented and verified experimentally.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권4호
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• pp.18-26
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• 2004

변장 14 cm 재장 2.4 m인 대단면재의 전도가열, 고주파가열 및 복합가열에 의한 진공건조특성을 조사하였다. 건조속도는 복합가열에서 가장 컸고, 고주파가열에서 가장 적었다. 비에너지는 고주파가열에서 가장 컸고, 전도가열에서 가장 적었다. 진공건조목재의 횡단방향 함수율분포는 전도가열과 복합가열의 경우 불록한 형태를 나타냈으나, 고주파가열의 경우는 한쪽 표층에서 반대쪽 표층으로 향해 증가하는 경향을 나타내었다. 건조목재의 재장방향 함수율은 전도가열과 복합가열의 경우 횡단면이 중심부위보다 낮았고 고주파가열의 경우 횡단면이 중심보다 높았다. 표면할렬과 횡단면할렬은 전도가열진공건조에서 가장 심하였다. 내부할렬은 어떠한 가열방법에 의한 건조에서도 발생하지 않았다. 복합가열 진공건조 특성은 전도가열과 고주파가열간의 절충된 중간적 경향을 나타냈다.