• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권3호
• /
• pp.419-425
• /
• 2023

본 논문은 상용 바이오매스 발전소 가동 조건에서 열교환기 튜브의 고온 부식 특성 분석 결과를 보고하였다. 3종의 상용 열교환기 튜브(SA213T12, SA213T22, SA213T91) 및 열교환기 튜브의 표면 온도 조절이 가능하도록 자체 설계된 고온 부식 평가 장치를 사용하였으며, 약 300시간 동안 다양한 온도 및 가동 조건에서 고온 부식 실험을 수행하였다. 열교환기 튜브 소재에 따른 온도별 고온 부식 특성을 객관적으로 분석하기 위해서 국제표준(ISO 8407)에 입각하여 부식생성물을 제거 후 고온 부식 실험 전후의 튜브 시편 무게 변화량을 산출하였다. 이를 통해 최종적으로 튜브 시편의 평균 두께 감육량 및 감육 속도를 도출하였으며, 전자현미경(FE-SEM) 및 에너지분산형 분광분석법(EDS)을 이요하여 튜브 시편의 표면과 단면의 부식 상태를 분석하였다. 본 연구 결과, 상용 열교환기 소재의 구성 성분 중 크롬과 니켈의 함량이 증가할수록 소재의 고온 부식 특성이 우수하며, 표면 온도가 증가할수록 고온 부식이 촉진되는 것을 확인하였으며, 열교환 온도 조건에 따른 열교환기 튜브 교체주기를 예측할 수 있었다.

• 한국주조공학회지
• /
• 제43권6호
• /
• pp.302-309
• /
• 2023

일반적으로 주조품은 복잡한 형상을 가지고 있고, 한 제품 내에서 두께의 차이가 현저하게 나는 경우가 있어 시뮬레이션을 위한 격자를 생성할 때 어려움이 있다. 주조 유동은 이상유동으로 수치해석을 할 때 공기와 용탕의 경계면을 추적해야하며 밀도차에 의한 압력장 계산에 많은 시간이 소요된다. 이와 같은 이유로 주조유동해석에는 직교격자가 주로 이용되어왔다. 그러나 직교격자는 형상을 제대로 표현하지 못한다. 곡면에서 나타나는 계단형상 격자로 인해 모멘텀 손실이 발생하고 이로 인해 용탕의 흐름이 달라질 수 있으며 결과적으로 잘못된 주조 방안 설계를 할 수 있다. 이를 피하기 위하여 직교격자계에서 형상을 좀 더 정확하게 표현하기 위하여 많은 수의 격자를 생성하여 해석을 한다. 또는 직교격자계에서 발생하는 문제를 수치적으로 보완하는 Cut Cell 방법을 적용하여 해석하는 방법이 있다. 본 연구에서는 직교격자계에서 주조유동해석을 할 때 격자수에 따른 해석결과와 Cut Cell 방법을 적용한 해석 결과를 비교하였다. 또한 주조공정별로 실제제품을 주조유동해석을 하고 공정별로 Cut Cell 방법을 적용한 결과를 고찰하였다.

• 한국건설안전학회 논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.7-11
• /
• 2024

펌프카는 콘크리트를 타설하는 장소에 필요한 만큼 운반하는 장비로, 짧은 시간에 많은 양의 콘크리트 타설하기 위해서는 펌프카를 사용하는 것이 경제성 및 품질관리 측면에 가장 효율적이다. 그러나 최근에는 콘크리트 타설중에 붐 파손으로 인한 인명피해가 많이 발생하고 있으므로 본 연구에서는 장비 제작단계, 노후장비에 대한 검사기준, 장비대여제도 등의 개선이 필요함을 제언한다. 그 이유는 펌프카의 유한요소해석 결과, 붐 2단에서 작용하는 상당응력과 붐상단에서 최대응력이 895.39MPa로 나타났고, M.S. 0.04로 가장 낮게 평가되었으므로 보강의 필요성을 인식했다. 그리고 2단계 붐은 1~5단계 붐대 중 가장 스트레스가 많고, 취약한 부분임을 확인했다. 따라서 설계 및 제작 단계에서 부재의 두께와 강성을 높이고, 현재 사용되는 장비의 강판에 대한 보강이 필요하다. 또한, 일반 건설기계 전체에 대한 비파괴 검사를 의무적으로 반영하고, 비파괴검사 및 정기검사시 붐대 결함 누락에 대한 책임을 검사기관에 부담시키는 제도 구축이 시급하다.

• 한국건설안전학회 논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.12-18
• /
• 2024

건축물의 초고층화, 대형화, 다양화가 가능하고 콘크리트 단면의 축소로 구조물 자중이 경감되어 보와 슬래브 두께를 얇게 함으로 층고를 증감하거나 같은 높이에서 많은 층수를 축조할 수 있고 넓은 유효공간이 확보되며, 기초 저면 지정에 사용된 자재 및 철근과 콘크리트 양을 절감하는 효과를 기할 수 있다. 현장시공 및 품질측면에서는 낮은 물결합재비 배합으로 건조수축 발생 저감 효과와 콘크리트 표면의 블리딩 최소화 효과를 얻을 수 있으며, 고성능감수제 사용에 의한 유동성 증진으로 자체 충전성이 확보되어 현장시공이 용이해지며, 콘크리트의 조기 강도 발현으로 거푸집 탈형 기간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다. 특히 근래에 들어 콘크리트와 관련한 건축기술의 비약적인 발전에 따라 초고층 건축물에서는 설계기준강도 100MPa급 이상의 초고강도콘크리트의 적용이 확대되고 있다. 그러나 최근 국내에서도 120층 이상의 초고층 건축물들이 발주 또는 발주 예정되어 있으나, 현장 적용성이 고려된 130MPa급 이상의 초고강도 콘크리트를 개발하여 현장에서 실제 적용 가능성 여부를 실험, 평가한 연구실적은 미흡하다. 본 연구에서는 초고강도콘크리트의 현장적용 가능성을 확인하기 위하여 여러 가지 방법의 실내기초 실험으로 연구되어진 최적의 배합비를 찾아서 축소모의부재 예비실험을 실시하였다. 그 후 실물크기와 유사한 모의부재에 130MPa급 초고강도콘크리트를 레미콘 공장에서 생산하여 현장 펌프압송 타설을 통해 콘크리트의 유동특성, 강도특성, 수화열에 관하여 실험 연구하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.20-31
• /
• 2024

연구목적: 고강도 콘크리트 연구개발은 건축물의 고층화를 가능케 하고, 단면 축소로 구조물 자중이 경감되어 보와 슬래브 두께를 얇게 함으로 보다 많은 층수를 축조할 수 있었으며, 넓은 유효공간이 확보되고, 기초 저면 지정에 사용된 자재 및 철근과 콘크리트 양을 절감하는 효과를 가져올 수 있다. 연구방법: 현장시공 및 품질측면에서는 낮은 물결합재비 배합를 연구하므로 건조수축 발생 저감 효과를 확인할 수 있고, 콘크리트 표면의 블리딩 최소화 연구를 통하여 그 효과를 검증할 수 있다. 연구결과:고성능감수제 사용에 의한 유동성 증진으로 자체 충전성이 높아 현장 시공 용이성을 확인하고, 콘크리트의 조기 강도 발현으로 거푸집 탈형 시간을 단축시킬 수 있는 장점을 확인하였다. 이러한 실험결과 자료는 초고층 건축물에서는 설계기준강도 100MPa급 이상의 초고강도콘크리트의 현장 적용이 확대될 수 있다. 본 연구를 통하여 국내에서도 120층 이상의 초고층 건축물 현장 적용성이 고려된 130MPa급 이상의 초고강도 콘크리트를 현장에서 실제 적용 가능성 여부를 실험, 평가하였다. 결론:본 연구에서는 초고강도의 현장적용 가능성을 확인하기 위하여 여러 가지 방법의 실내기초 실험으로 연구되어진 최적의 배합비를 찾아서 모의부재 예비 실험 후 실물크기와 유사한 모의부재에 130MPa 초고강도콘크리트를 레미콘 공장에서 생산하여 현장 펌프 압송 타설하고, 콘크리트의 유동성 및 강도 발현과 수화열에 관하여 현장 적용성을 실험한 연구다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.185-196
• /
• 2006

파괴인성은 균열의 개시와 전파에 대한 재료 고유의 상수로서 파괴역학에서 가장 중요한 재료상수 중의 하나이다. 콘크리트의 모드 I 파괴인성 측정에 대하여 RILEM 기술 위원회 89-FMT는 2-파라메타 모델에 근거한 3점 휨 시험법을 제시하였다. 그러나 혼합모드에 대한 시험법은 아직까지 표준으로 제안된 방법이 없는 실정이며, 또한 RILEM에서 제안한 3점 휨 시험법은 실험법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 굵은골재의 최대치수가 각각 20mm, 40mm이고, 동일한 설계기준강도를 가지는 콘크리트로써 다양한 크기의 브라질리언 디스크를 제작하였다. 그리고 브라질리언 디스크의 모드 I 파괴인성을 RILEM 3점 휨 시험결과와 비교하였다. 비교 결과, 굵은골재의 최대치수에 따른 브라질리언 디스크의 적정 크기(두께, 직경) 및 노치 길이 비를 제시하였다. 또한 모드 I 시험으로부터 결정된 치수의 브라질리언 디스크로 혼합모드 시험을 수행한 결과 디스크 시편은 혼합모드 파괴의 연구 및 시험에 유용함을 알 수 있었다. 모드 I 및 혼합모드 시험에서 브라질리언 디스크의 응력확대계수는 유한요소해석(FEA)으로 구하였으며 FEA의 결과를 검증하기 위하여 5개항 근사법(Five terms approximation)에 의한 결과와 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제28권4호
• /
• pp.409-415
• /
• 2015

콘크리트충전강관(Concrete Filled Steel Tube, CFST) 기둥 설계 시, 강관의 국부좌굴을 방지하기 위하여 강관두께 t에 대한 기둥외경 D의 크기를 제한하고 있다. 각각의 설계시방서에서 각기 다른 최대 D/t값을 제안하고 있으며, 강재의 항복응력 $f_y$, 또는 $f_y$와 강재의 탄성계수 E의 식으로 표현된다. $f_y$와 E의 불확실성을 고려할 경우, 최대 D/t 계산식을 포함한 한계상태함수(limit state function)를 구성하여 CFST 단면의 국부좌굴에 대한 신뢰성지수(reliability index) ${beta}$를 산정할 수 있다. 결정된 ${beta}$는 사용된 최대 D/t 계산식에 따라 달라질 것이다. 이러한 신뢰성해석(reliability analysis) 결과의 가변성(variability)은 한계상태함수에 포함되는 전산모델 선택의 모호함(ambiguity)에서 기인한 것으로 모델링불확실성(modelling uncertainty)이라 한다. 모델링불확실성은 정보적불확실성(epistemic uncertainty)의 하나로 알려진 불명확성(non-specificity)으로 고려할 수 있으며, 불명확성은 가능성분포함수(possibility distribution function)를 사용하여 모델링할 수 있다. 본 연구 에서는 다른 3개의 최대 D/t 계산식을 사용하여 주어진 CFST 단면의 국부좌굴에 대한 신뢰성해석을 수행하고 각각의 신뢰성지수를 계산할 것이다. 불명확한 신뢰성지수들은 가능성분포함수를 사용하여 모델링되고, 이로부터 확신정도(degree of confirmation)를 측정할 것이다. 확신정도는 신뢰성지수가 감소하면 증가한다. 결과적으로, 확신정도에 따라 재구성된 신뢰성지수들을 얻을 수 있으며, 허용 확신정도와 함께 CFST 단면의 국부좌굴에 대한 신뢰성지수의 결정이 가능하게 된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.339-345
• /
• 2013

이 연구는 200000 $m^3$의 용량을 갖는 지하식 LNG 저장탱크의 지붕 콘크리트에 대한 요구성능 및 이에 따른 콘크리트의 최적배합비를 도출하고, 현장시공의 자료로 제안하기 위한 것이다. 지붕 콘크리트는 돔형 지붕의 경사기울기에 따라 굳지 않은 콘크리트의 시공성 및 충전성이 요구된다. 또한, 1.4~0.6 m의 지붕두께를 고려한 수화열 저감과 콘크리트 타설 후의 프리스트레싱 작업 및 air support의 제거공정에 따른 단계별 압축강도의 확보가 중요한 요구성능이다. 이러한 조건을 고려하여 지붕의 기울기가 $20^{\circ}$ 미만일 경우에는 슬럼프 $100{\pm}25$ mm, $20^{\circ}$ 이상일 경우에는 $150{\pm}25$ mm로 선정하였으며, 경시변화 60분을 만족해야 한다. 특히, 91일 재령의 설계기준강도 30 MPa, 프리스트레싱 작업시 7일 재령의 압축강도 10 MPa, air support 제거공정에서 21일 재령의 압축강도 14 MPa을 만족해야 한다. 석회석 미분말의 최적 치환율은 구속시험 결과에 따라 정하였으며, 주요 배합변수는 물-시멘트비, 잔골재율 및 고성능 AE감수제의 첨가율 등이다. 배합시험 결과, 저열 포틀랜드 시멘트 및 석회석 미분말을 사용한 지붕 콘크리트의 최적배합 조건은 석회석 미분말의 최적 치환율 25%(내할), 물-시멘트비 57.8%, 잔골재율 42.0%로 나타났으며, 공기량 및 슬럼프의 시험결과도 경시변화 60분까지 성능을 만족하였다. 또한, 단열온도 상승시험의 결과, 단열온도 상승양($Q{\infty}$)이 $26.3^{\circ}C$, 상승속도(${\gamma}$) 0.58로 선행탱크(TK-13,14)와 비교해 볼 때 매우 낮게 나타나 수화열 저감의 효과를 기대할 수 있다. 이러한 요구성능 및 최적배합 조건을 만족하는 설계기준강도 30 MPa(배합강도 36 MPa)의 지하식 LNG 저장탱크의 지붕 콘크리트용으로 제안하였다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제11권7호
• /
• pp.547-553
• /
• 2017

현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ 와 $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국축산식품학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.284-289
• /
• 2007

본 연구는 비육돈 사료내 구리와 아연의 수준별 급여가 생산성, 영양소 소화율, 육질 및 도체 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 3원 교잡종$(Landrace{\times}Yorkshire{\times}Duroc)$ 비육돈 72두를 공시하였으며, 시험개시 시의 체중은 58.47 kg이었다. 시험설계는 $2{\times}3$ 요인설계(Cu $level{\times}Zn$ level)에 의해 6개 처리로 하여 처리당 3반복, 반복당 4두씩 완전임의 배치하였다. 본 연구에 사용된 구리와 아연의 공급원은 각각 Cu-methionine chelate와 Zn-methionine chelate 이었으며, 사료내 함량은 각각 10, 30 및 60 ppm과 80 및 120 ppm 이었다. 전체사양시험기간 동안 ADG와 ADFI에서는 구리 함량, 아연 함량 및 상호작용에 대한 유의한 효과가 나타나지 않았다. 사료효율에서는 유의한 상호작용이 나타났는데(p<0.05), 구리와 아연함량이 각각 30과 120 ppm일때 가장 높게 나타났다. 건물 소화율에서는 구리 함량(p<0.02), 아연 함량(p<0.01) 및 상호작용(p<0.04)에 대한 유의한 효과가 나타났는데, 구리함량이 감소할수록 증가하였고, 아연 함량은 증가할수록 증가하였으며, 구리와 아연 함량이 각각 30과 120 ppm일 때 가장 높게 나타났다. 질소 소화율에서는 아연 함량(p<0.01)과 상호작용(p<0.03)에서 유의한 효과가 나타났는데, 아연 함량이 증가할수록 증가하였고 구리와 아연 함량이 각각 30과 120 ppm일때 가장 높게 나타났다. 명도를 나타내는 $L^*-$값, 전단력, 가열감량 및 pH에서는 유의한 효과가 나타나지 않았다. 적색도를 나타내는 $a^*-$값 (p<0.04)과 황색도를 나타내는 $b^*-$값 (p<0.01)에서는 아연함량에 대한 효과가 나타났는데, 사료내 아연 함량이 감소할수록 증가하였다. 보수력에서는 유의한 상호작용이 나타났는데(p<0.01), 구리와 아연 함량이 각각 10과 120 ppm일 때 가장 높게 나타났다. 도체중, 등지방 두께, 도체등급에서는 유의한 효과가 나타나지 않았다. 도체율에서는 유의한 상호작용이 나타났는데(p<0.04), 구리와 아연 함량이 각각 30과 120 ppm일때 가장 높게 나타났다. 결론적으로 비육돈 사료내 구리와 아연의 함량이 각각 30 ppm과 120 ppm일때 사료효율, 영양소 소화율 및 도체율을 개선시켰으면 각가 10 ppm과 120 ppm일때 보수력을 개선시켰다.