발사관의 밀폐 및 분리성능을 위해 앞, 뒤 덮개의 재질을 내열성이 높고, 수분흡수성이 낮은 Noryl Plastic 재질로 선정하여 기계적 물성을 확인하였으며 덮개의 형상설계를 하였다. 유한요소 구조해석을 수행하여 분포하중 및 집중하중에 의한 응력상태를 고찰하고 분리성능을 검증하기 위해 공압 및 유도탄 충돌시험을 수행하였다. 이상의 과정를 통하여 개발된 덮개는 여러 가지 체계요구조건을 만족시켜 주는 것을 알 수 있다.
ISO 9705 룸코너 시험을 통해 복합소재 고체 가연물의 화재발생시 발생되는 열방출률을 측정하고 화재성장율을 계산하여 Fire Dynamics Simulator (FDS)에서 제공하는 열방출률 예측 모델을 사용자가 시험을 통해 얻어진 질량 소모율을 직접 입력하고 점화원에 의해 가연물의 표면 온도가 점화 온도에 도달하게 되면 정해진 연료를 소모하게 됨으로써 열방출률이 계산되는 단순 모델 (Simple model)과 질량 소모율을 직접 계산하는 방식으로 고체 가연물의 온도를 계산하고 고체 가연물의 열분해율을 조절하여 직접 열방출률을 계산하는 열분해 모델 (Pyrolysis model)로 구분하고 각각의 열방출률 모델에 필요한 입력 인자를 적용하여 동일한 조건에서 밀폐된 구획 환경에 따라 FDS 전산 해석을 수행하였다. 복합소재 고체 가연물로는 PU 폼과 PP, 철재로 대부분 구성되어있는 영화관 의자를 선정하였다. 동일한 조건에서 밀폐된 구획 환경에 따라 각각의 열방출률 예측 모델을 해석한 결과, 밀폐된 구획에서 단순 모델을 통해 예측된 열방출률과 화재성장율이 열분해 모델을 이용하는 경우에 비해 다소 과예측되는 것을 확인 할 수 있었다.
변압기 외부에 방열핀을 설치한 밀폐형 오일변압기는 절연유의 온도상승으로 인해 부피가 팽창할 경우 방열핀의 내부 부피가 확장되어 압력상승을 방지한다. 본 연구에서는 생분해도가 높아 환경친화적 이고, 인화점 및 발화점이 높아 화재의 위험도가 낮은 식물성 절연유를 이용하여 당사 풍력발전기에 적용할 밀폐형 오일변압기를 개발하였다. 열 유동 전산수치해석 기법을 이용하여 식물성 절연유 냉각성능을 광유 및 실리콘유와 비교 분석 하였으며, 밀폐형 오일변압기의 개발을 위하여 변압기 중신부의 열적 안전성을 확보하고 절연유의 온도변화에 따른 내부 압력변화에 대응이 가능한 팽창형 방열핀을 개발하였다. 추가로 온도상승시험을 통하여 수치해석 결과와 시험 결과를 비교 분석 하였으며, 식물성 절연유를 사용한 밀폐형 오일 변압기의 설계 고려사항을 도출하였다.
본 연구에서는 수직 밀폐형 지중열교환기 뒤채움용 그라우트의 종류와 첨가재 종류, 지중열교환기 파이프 단면에 따른 지중열교환기의 성능을 비교 평가하기 위해 현장 시험 시공과 현장 열응답 시험을 수행하였다. 뒤채움용 그라우트재는 벤토나이트와 시멘트를 사용하였으며 첨가제로는 천연규사와 흑연을 적용하였다. 지중열교환기 파이프 단면은 일반적으로 시공되는 U-loop 파이프 단면과 파이프 사이의 열간섭 효과를 최소화 한 3공형 파이프 단면이 적용되었다. 시멘트-천연규사 그라우트재가 벤토나이트-천연규사 그라우트재 보다 큰 지중 유효열전도도를 보이고 흑연을 첨가한 그라우트는 시멘트와 벤토나이트 모두에서 천연규사만 첨가하였을 때 보다 지중 유효열전도도가 높게 나타났다. 3공형 파이프 단면의 경우 단면에 따른 영향을 비교하기 위해 그라우트는 시멘트-천연규사와 벤토나이트-천연규사를 사용하였으며 지중 유효열전도도 측정결과 각각 3.64 W/mK, 3.40 W/mK으로 일반 U-loop 파이프 단면을 사용하였을 때 보다 높게 나타났다.
고폭화약을 이용한 격벽형 착화기를 가속노화 후 성능시험을 수행하여 노화특성을 확인하였다. 격벽형 착화기는 마이크로 착화기에서 발생한 충격파가 격벽을 통해 엑셉터 화약과 점화 화약에 전달되어 동작한다. 제품에 대한 수명평가를 위해 수명연한에 따른 가속노화 조건을 설정하고, 매 주기마다 시료에 대한 점화 성능을 10cc 밀폐용기 시험을 통해 작동지연시간과 최대압력을 측정하여 요구규격 만족여부를 확인하였고, 분산분석을 통해 노화여부를 판단하였다.
추진제의 노화 못지 않게 점화제의 노화도 추진 기관 성능에 큰 영향을 미칠 것으로 예측된다. 따라서 10년 이상 경과된 활성 모터에서 점화기를 분해하여 노화에 의한 점화제의 성능 변화를 알아보았다. 분석에 사용한 점화제는 II-D Bi-Convex형상의 B-KNO$_3$ 펠렛으로 열량, 자동 점화온도, 기계적 물성의 변화를 관찰하였고, 밀폐 용기(Closed bomb)에서 연소시험을 통하여 노화에 따른 점화알약의 압력변화를 측정하고 이론 값과 비교하였다. 또한 비활성 모타를 이용한 연소시험으로 점화기의 점화지연시간, 최대 압력, 최대 압력 도달시간 등을 측정하고 이론식과 비교하여 노화에 의한 변화를 관찰하였다.
본 연구에서는 인천국제공항 3단계 건설 사업에 포함된 지중열시스템에 대한 적정 지중열교환기 선정을 위해 현장 부지내 시스템의 열원(지중열원, 지하수), 채움재(벤토나이트, 콩자갈), 열교환 파이프 형태(U, D-U)별로 지중열교환기를 설치하여 지중열전도도, 시공성, 경제성을 평가하였다. 이를 위해 벤토나이트 그라우트에 single U형의 열교환파이프가 삽입된 일반수직밀폐형-I, 열교환 파이프의 접촉면적을 늘려 열교환율을 높이기 위해 single U형 열교환파이프를 두 개 삽입한 Double U형 일반수직밀폐형-II, 일반수직밀폐형-I의 채움재를 벤토나이트 대신 콩자갈로 적용한 개량수직밀폐형 및 SCW(standing column well)에 채움재를 넣은 함몰방지개방형(geohil)을 시험시공하였다. 초기비용에 대한 비용 비교분석결과 일반수직밀폐형-I 대비 개량수직밀폐형, 일반수직밀폐형-II의 경우 초기비용이 절감되었지만 시공성(채움재 주입, 열교환 파이프 삽입) 및 시공일수를 고려할 때 높은 경제성을 기대하기 어려우리라 판단된다. 또한 Geohil의 경우 초기 비용이 더 늘어났다.
본 연구는 제주특산식물인 좀향유의 현지 내・외 보존을 위한 기초 연구로서 증식체계를 마련하고 전처리제 처리에 따른 발근 특성과 시비에 따른 유묘의 생장 효과를 등을 알아보았다. 온실과 밀폐상의 온습도 조사결과 평균 온도는 비슷하였으나 공중 습도는 온실보다 밀폐상이 높은 습도를 유지하였으며, 좀향유 삽목 후 온실은 10일, 밀폐상은 7일만에 최초 발근을 확인하여 밀폐상의 빠른 발근율을 보였으며 온실과 밀폐상에서의 생존율, 발근율, 뿌리수 등은 근소하게 밀폐상이 높게 조사되어 온실보다 밀폐상이 효과적이었다. 발근억제물질 제거를 위한 전처리제 처리는 AgNO3 77.5%를 제외한 다른 처리구에서 95% 이상의 높은 발근율로 조사되어 좀향유의 경우 발근억제 물질은 적은 것으로 판단된다. 유묘의 용기별 질소 시비량 및 Osmocote 시비시험 결과 시비량과 용기의 조건에 따라 생존율과 생장 등에 차이를 보였다. 배양판에서 완효성 비료인 Osmocote를 시비한 결과 생존율, 지상부, 지하부 생장 등이 가장 양호하여 좀향유의 유묘 증식을 위해서는 Osmocote 시비가 바람직 할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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