For the analysis of phonon heat transfer within short time and spatial scales, conventional macroscopic heat conduction equations with jump boundary conditions are tried and the results are compared to those of equation of phonon radiative transport(EPRT), which is one of microscopic transport equation. In transient state the macroscopic temperatures show far different behavior from EPRT. In steady state the hyperbolic temperatures with temperature jump at the wall from time relaxation model agrees well with EPRT temperatures. Since EPRT is also an approximate form of microscopic transport equation and there are no experimental results to verify the proposed model in this study, we can not conclude whether the approaching method from this study is valid or not. To the authors' knowledge, there are no experimental results available which can be used to test the validity of these models. Such an experiment, while difficult to conduct, would be invaluable.
산불 지표화의 방화선 구축작업은 낙엽 및 관목류 등 지표 연료층을 제거함으로써 화염전파를 차단하는 대표적인 간접진화방법이다. 화재역학적인 의미의 방화선 구축은 화염으로부터 방출되는 열전달에너지에 미연소 연료가 착화되지 않도록 열전달 차단 구간을 설정하는 작업이다. 본 연구에서는 소나무 낙엽층에 대해 복사열전달 점열원 모델을 이용하여 풍속, 경사별로 지표화 화염을 방지할 수 있는 방화선 구축 폭 산정 방법을 제시하였고 평가를 실시하였다. 방화선 구축 폭은 소나무 낙엽 착화 임계 복사열유속인 $4.9\;kW/m^2$가 미치는 거리를 기준으로 평가하였다. 그 결과, 풍속 0~5 m/s, 경사 $0{\sim}50^{\circ}$ 조건에서의 방화선 구축 폭은 평균 화염 기준의 경우, 0.35~0.65 m, 최대 화염높이 기준의 경우, 0.75~1.05m로 산정되었다. 따라서 안전율을 고려한 적정 방화선 구축 폭은 최대 화염 높이를 적용한 1.05 m가 적합할 것으로 판단되며 향후, 실험 및 현장사례조사를 통하여 지표층 연료별 적정 방화선 구축 폭에 대한 비교분석 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.
본 연구의 목적은 장시간 연소로 인한 인젝터 면의로의 열로부터 인젝터를 보호하고 열전달량을 측정하는 기술을 확립하는 것이다. 기존 설계 데이터베이스를 참고로 하여 물을 이용한 재생냉각 분사기를 설계/제작 하였으며, 기존 분사기와의 성능 검증을 위한 실험을 수행하였다. 안전을 위해서 연소실험은 3, 10, 30, 60초 120초순으로 단계적으로 시행하였다. 연소실 및 노즐에 적용되던 기존 식과 실험 결과와 차이는 대류 열전달량의 과도한 계산으로 인한 것으로 사료된다. 인젝터 면에서의 경우 유속은 거의 무시가 가능하므로 대류 열전달 보다 복사 열전달이 중요한 요인이 된다. 10, 30, 60, 120 초의 연소실험은 좋은 재현성을 보여주고 있다.
Among the factors that must be taken into account when using thermal imaging cameras that are expanding their application to various fields, a basic study was conducted focusing on temperature on the effect of solar radiation on the photographed thermal image. Through all experiments, in order to use an image taken with a thermal imaging camera for an object installed or located outdoors, a separate temperature correction according to the size of solar radiation or a separate device to block the effect of solar radiation must be additionally installed. Since the temperature of the same object may vary in the thermal image taken indoors or outdoors, it is necessary to calibrate it through comparison with other temperatures as a reference point. In the case of measuring the temperature of a glossy surface such as metal indoors with a thermal imaging camera, it was confirmed that an environment that can remove the light reflection effect by the glossy surface must be constructed and photographed.
과학기술위성3호의 주탑재체 Multi-purpose Infra-Red Imaging System(MIRIS)는 한국천문연구원이 개발하고 있는 소형 적외선 우주망원경이다. MIRIS는 적외선 센서의 열잡음을 최소화시키기 위하여 망원경의 온도가 허용범위를 넘지 않도록 설계되었다. 특히 3K의 심우주를 향해 MIRIS의 복사열을 자연 방출하는 Passive cooling은 임무 성공에 영향을 미치는 매우 중요한 과정이다. 이를 검증하고자 NX 7.0(Space Systems Thermal, TMG 탑재)을 사용하여 열 해석을 수행하였다. 각 부품별로 물성과 열광학 특성을 적용하여 전도 및 복사를 통한 열전달 과정을 계산하였고, MIRIS의 궤도 특성을 고려하여 정상상태에서의 망원경 온도를 얻었다. 그 결과 Passive cooling을 통해 MIRIS 망원경이 허용범위 아래로 냉각되는 것을 확인하였다.
In this study, the glass fiber drawing from a silica preform in the furnace for the optical fiber manufacturing process is numerically simulated by considering the radiative heating of cylindrically shaped preform. The one-dimensional governing equations of the mass, momentum, and energy conservation for the heated and softened preform are solved as a set of the boundary value problems along with the radiative transfer approximation between the muffle tube and the deformed preform shape, while the furnace heating is modeled by prescribing the temperature distribution of muffle tube. The temperature-dependent viscosity of silica plays an important role in formation of preform neck-down profile when the glass fiber is drawn at high speed. The calculated neck-down profile of preform and the draw tension are found to be reasonable and comparable to the actual results observed in the optical fiber industry. This paper also presents the effects of key operating parameters such as the muffle tube temperature distribution and the fiber drawing speed on the preform neck-down profile and the draw tension. Draw tension varies drastically even with the small change of furnace heating conditions such as maximum heating temperature and heating width, and the fine adjustment of furnace heating is required in order to maintain the appropriate draw tension of 100~200 g.
An experimental and numerical study on the three-dimensional natural convection-radiation conjugate heat transfer in the enclosure with heat generating chip has been performed. A 3-dimensional simulation model is developed by considering heat transfer phenomena by conduction-convection and radiation. Radiative transfer was analyzed with the discrete ordinates method. Experiments are conducted in order to validate the numerical model. Comparisons with the experimental data show that good agreement is obtained when the radiation effect is considered. The effects of the thermal conductivity of the substrate and power level on heat transfer are investigated. It is shown that radiation is the dominant heat transfer mode and the conductivity of the substrate has important effects on the heat transfer in the enclosure.
The Effects of radiative heat transfer on turbulent flow in a partitioned enclosure is studied numerically. The enclosure is partially divided by a thin, poorly conducting vertical divider projecting from the ceiling of the enclosure. The low Reynolds number $k-{\epsilon}$ model is adopted to calculate the turbulent flow field. The solutions to the radiative transfer equations are obtained by the discrete ordinates method(DOM). This method is based on control volume method and is compatible with the SIMPLER algorithm used to solve the momentum and energy equations. The effects of optical thickness and Planck number on the flow, temperature fields and heat transfer rates are investigated for a moderate Rayleigh number($=10^9$). The changes in buoyant flow fields and temperature distributions due to the variation of baffle length are also analyzed. From the predictions, radiant heat exchange between the baffle and the sidewalls strongly influences the temperature distribution in the baffle and its vicinity and total heat transfer increases as the optical thickness and the baffle length decrease. It is possible to neglect the radiative heat transfer effect when Planck number is over one.
The infrared reflection coatings with pigment can be used to protect the surfaces of combustible materials exposed to fire. To obtain high reflectivities in the infrared range (0.5-10.mu.m) important to fire, several dielectric pigments, such as titanium dioxide, iron oxide, and silicon, can be synthesized to polymer coatings. The theoretical analysis shows that the coating design with particles diameter in the 1.5 to 2.5.mu.m range and volume fraction in the 0.1 to 0.2 range is estimated to be optimal. In the analysis of the radiation, the dependent scattering, absorption by polymeric binder, and the internal interface reflection are considered. In addition, the temperature distribution in the semi-transparent coating layer and an opaque substrate (PMMA) is also presented.
고온환경의 복사열유속을 측정하기 위하여 판열유속계를 제작하였다. 열유속은 스테인리스스틸로 제작된 판열속계 뒷면에서 측정된 온도를 이용하여 계산되어진다. 스미트-볼터계로 측정된 열유속을 기준값으로 이용하였다. 단열재로의 열손실, 판열유속계 두께방향으로의 전도 및 평판의 위치에 따라 온도가 상이하여 발생하는 열전달 등을 고려하기 위하여 전도상수를 도입하였다. 이 상수는 반발입자군집 최적화법으로 구하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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