• 제목/요약/키워드: 열관

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열관과 상변화물질을 일체형으로 병렬 배열한 위성용 열제어 부품 연구 (Study on the Satellite Thermal Control Hardware Composed of Two Parallel Channels Working for Heat Pipe and Phase Change Material)

  • 김택영;현범석;이장준;이주훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.1087-1093
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    • 2010
  • 열관(HP)과 상변화물질(PCM)을 병렬로 배열한 일체형 위성 열제어 H/W를 제안하였다. HP-PCM 모듈은 제한적인 의미에서 일종의 off-the-shelf 부품으로써, PCM을 위한 별도의 열설계와 형상설계 등을 수행하지 않더라도 기존에 사용하고 있는 HP처럼 크기나 개수 등만을 설계함으로써 온도제어를 달성할 수 있도록 하였다. 주기적인 발열이 있는 부품의 온도제어를 위하여, 제안한 HP-PCM 모듈이 적용된 위성 방열판을 설계하고 상세모델을 수립하여 수치해석을 수행하였다. 각각 PCM이 없는 경우와 PCM을 장입한 경우에 대하여 수치해석을 수행하였으며, 등가평균값의 주기적인 변화에 대한 비교분석을 통하여 PCM의 축열과 방열에 의한 열분산이 매우 효과적임을 확인하였다. HP가 작동하지 않는 경우에 대한 수치해석을 통하여 열전도도가 작은 PCM의 사용한계를 제안한 HP-PCM 모듈을 이용하여 극복할 수 있음을 확인하였다.

응고/융해 잠열을 이용한 위성용 열제어장치의 실험적 연구 (Satellite Thermal Control Device Enhanced by Latent Heat of the Phase Change Material)

  • 김태수;신윤섭;김택영;서정기;현범석;전형열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권10호
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    • pp.887-894
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    • 2016
  • 고상-액상 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 이용한 위성부품 열제어장치를 설계 및 제작하였으며 열환경시험을 수행함으로써 온도제어 성능을 분석하였다. 설계온도에 부합하는 n-Hexadecane을 PCM으로 채용하였고, 낮은 열전도도를 보완하기 위하여 내부에 전열휜이 장착된 용기를 Al6061로 제작하였다. 위성에 장착하였을 때와 동일한 작동조건을 확보하기 위하여, 부품과 방열판 사이를 열관으로 연결하였으며 열관의 단열부가 관통하도록 PCM 열제어장치를 설치하였다. 동일한 모양과 부피의 열적완충질량(TBM, Thermal Buffer Mass)도 제작하여, 주기적인 가열-냉각 실험을 수행하였다. 실험결과 상변화 잠열에 의한 PCM의 열제어 성능을 확인할 수 있었으며, TBM에 비하여 질량과 보온히터의 소모전력을 절감할 수 있음을 확인하였다.

상변화물질과 열관을 병렬 조합한 위성부품 열제어장치의 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Thermal Control Device for Satellite Components Using the Phase Change Material Combined with Heat Pipe in Parallel)

  • 신윤섭;김태수;김택영;서영배;서정기;현범석;전형열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.373-379
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    • 2016
  • 주기적 단속적으로 작동하는 위성부품의 열제어를 위하여 고상-액상 상변화물질(PCM, Phase Change Material)과 열관을 병렬로 결합한 열제어장치를 제안하였으며, 이의 성능을 수치해석을 통하여 검증하였다. 상변화 중 큰 잠열과 일정하게 유지되는 온도에 의하여 작은 방열판 면적에서도 부품의 최고온도를 제어할 수 있으며, 냉각기에는 PCM에 축적된 에너지가 방출됨으로써 보온히터 소모전력을 절약할 수 있다. 동일한 형태의 Al TBM(Thermal Buffer Mass)을 사용하면 비슷한 효과를 기대할 수 있으나, 질량과 보온히터의 소모전력이 증가하므로 PCM에 비하여 비효율적이다. 설계된 PCM 열제어장치는 발열량과 작동시간에 따라 그 양을 최적화할 수 있다.

증기발생기 제1열 전열관의 응력 해석 (Stress Analysis of Steam Generator Row-1 Tubes)

  • 김우곤;류우석;이호진;김성청
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.25-30
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    • 2000
  • Residual stresses induced in U-bending and tube-to-tubesheet joining processes of PWR's steam generator row-1 tube were measured by X-ray method and Hole-Drilling Method(HDM). The stresses resulting from the Internal pressure and the temperature gradient in the steam generator were also estimated theoretically. In U-bent lesions, the residual stresses at extrados were induced with compressive stress(-), and its maximum value reached -319 MPa in axial direction at ${\psi}=0^{\circ}$ in position. Maximum tensile residual stress of 170MPa was found to be at the flank side at Position of${\psi}=90^{\circ}$, i.e., at apex region. In tube-to-tubesheet fouling methods, the residual stresses induced by the explosive joint method were found to be lower than that by the mechanical roll method. The gradient of residual stress along the expanded tube was highest at the. transition region, and the residual stress in circumferential direction was found to be higher than the residual stress in axial direction. Hoop stress due to an internal pressure between primary and secondary side was analyzed to be 76 MPa and thermal stress was 45 MPa.

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증기발생기전열관의 검사정비로봇용 엔드이펙터의 범용 제어시스템 개발 (A development of a general purposed control system of robot end-effector for inspection and maintenance of steam generator heat pipe)

  • 박기태;김선진;노태정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.33-38
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    • 2013
  • 여러 종류의 증기발생기 검사정비 로봇의 엔드이펙터 모션 구동에 전부 사용할 수 있도록 ARM Cotex M3-107 MCU 기반의 제어기와 엔드이펙터 모션 프로그램 생성 응용소프트웨어로 구성된 범용 엔드이펙터 모션구동 제어시스템을 개발하였다. 범용 제어시스템을 적용하여 엔드이펙터의 직선이송 및 회전이송의 위치 결정의 오차는 무시할만한 수준이며, 재현성은 0.04% 오차를 보여줌으로써 실제로 사용 가능한 범용 엔드이펙터 모션구동 제어시스템을 개발하였다.

히트파이프를 이용한 축열식 냉.난방 시스템에 관한 연구 (A Study of Storage Type Cooling and Heating System by Heat Pipe)

  • 김성실;함성철;이양호;최병윤
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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    • pp.3-8
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    • 2006
  • The heat pump system is attractive alternatives to conventional heating and cooling systems owing to their higher energy utilization efficiency. The thermal loads of commercial and institutional buildings are generally cooling-dominated. In this study have been developed ice storage type heat pump system for cooling and heating by heat pipe. This system was practiced performance test on evaluation criteria for heat storage systems. Accomplished the actual proof examination and looked into the performance of the system. In this study, measurement and analysis of ice storage type heat pump system for cooling and heating by heat pipe. The heat pump unit COP appears 3.05 for cooling and 4.20 for heating. As a result, the method to energy saving and to using a substitute energy actively that is heat pump cooling & heating system is expected by heat pipe. Thermal storage capacity appears $19.5RTH/m^3$ for cooling.

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태양열 집열기에 사용되는 구리-유리관 접합기구 (Bonding Mechanism of Direct Copper to Glass Seal in an Evacuated Tube Solar Collector)

  • 김철영;남명식;곽희열
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.1000-1007
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    • 2001
  • 진공관형 태양열 집열기에서는 열관(heat pipe)과 붕규산염 유리관의 안정된 접합이 이를 장시간 사용하는데 매우 중요하다. 구리와 유리는 그 물리.화학적 성질에 큰 차이가 있어 접합하기가 어려움으로 구리관 표면에 유리와 화학적 결합이 용이한 산화막을 생성시켜 접합하도록 구리의 산화상태, 접합계면 및 접합강도를 XRD, SEM, EDS 및 인정시험기로 측정하였다. 순수 구리는 $600^{\circ}C$ 이하로 열처리하였을 때 Cu$_2$O 산화막을 생성하였으나 그 이상의 온도에서는 CuO 산화막을 형성하였으며 후자의 산화막은 구리와의 접합력이 매우 불량하였다. 그러나 붕사로 표면 처리를 하였을 경우에는 80$0^{\circ}C$에서도 Cu$_2$O 산화막 만이 발견되었다. Cu$_2$O 산화막을 생성시킨 구리관과 붕규산염 유리관을 Housekeeper법으로 접합하였을 경우 354.4N의 접합강도를 얻을 수 있었으며 열충격 저항성도 매우 뛰어났다.

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