• 제목/요약/키워드: 열역학 제2법칙

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금속수소화물을 이용한 히트펌프의 열역학적 효율 (Thermodynamic Efficiency of Metal Hydride Heat Pump)

  • 박찬교;구기양부;수전정이양
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.1-7
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    • 1992
  • 수소압축기를 조합한 금속수소화물 히트펌프를 설계하여 이의 성능을 평가할 수 있는 새로운 모델을 제시하고 이를 실험결과와 비교 평가 하였다. 또한 본 모델에서는 카르노사이클에 단열압축과정을 도입하여 여러 조업관수가 성능계수에 미치는 영향을 검토하고 아울러 열역학 제 2법칙에 의한 비가역과정을 도입하므로써 보다 정확한 조업특성을 파악하도록 했다.

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지수 사상을 이용한 비선형 열-탄소성 고체의 유한요소해석 : 모델과 시간적분법 (Finite Element Formulation for the Finite Strain Thermo-Elasto-Plastic Solid using Exponential Mapping Algorithm : Model and Time Integration Scheme)

  • 박재균
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.19-25
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    • 2004
  • 일반적으로 운동방정식을 풀기 위해 많이 이용되는 선형근사모델은 계산이 용이한 반면에 큰 변형상태에서는 그 오차가 커지는 단점이 있다. 따라서 엄밀한 구조물의 응답해석을 위해서는 물성과 기하에 대한 비선형성을 고려해야 한다. 또한, 강과 같이 연성이 큰 재료는 소성 변형을 일으키면서 소산되는 에너지의 대부분이 열로 변하게 되며, 이 열은 열역학 제1 법칙과 2 법칙에 따라 다른 부분으로 전달된다. 이렇게 전달된 열은 온도를 상승시켜 재료의 강도를 약화시키는 역할을 하며, 이것이 다시 구조물의 응답에 영향을 미친다. 본 논문에서는 지진 등의 큰 하중을 받거나 화재로 인한 열 하중을 받는 강구조물의 비선형 대 변형 현상을 적절히 해석할 수 있는 열-탄소성 물성모델을 제안하고 3차원 유한요소해석을 수행하려다.

루드빅 볼츠만의 과학 방법론에 대한 역사-비판적 검토 (Critics on Ludwig Boltzmann's Methodology of Science)

  • 문장수;이우붕
    • 철학연구
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    • 제117권
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    • pp.57-84
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    • 2011
  • 본 연구는 루드빅 볼츠만의 과학 방법론 및 물리학적 인식들에 대한 인식론적 지위 문제를 역사-비판적으로 검토한다. 잘 알다시피, 그는 열역학의 확률론적 해석을 통해 통계 물리학의 발판을 마련했을 뿐만 아니라, 과학 방법론에 대한 많은 논문들을 발표했고 직접 철학을 강의하기도 했다. 그러나 물리학의 인식론에 대한 그의 입장은 실재론과 현상론, 유물론과 관념론, 절대적 진리관과 상대적 진리관 사이에서 배회했다. 이에 본 연구에서는 과학사 및 과학 철학의 관점에서 19 세기 말에서 20 세기 초에 걸쳐 전개된 물리학의 방법론 및 인식론들에 대한 다양한 논쟁들을 비판적으로 검토하면서 볼츠만의 이러한 배회의 배경을 해명하면서 동시에 그에게서 볼 수 있는 일관된 과학방법론 및 인식론을 도출하여 재구성하려고 노력할 것이다. 단정적으로 말하면, 우리는 그것을 '정신-물체 동일성 이론'으로 특성화하면서, 아울러 이러한 동일성 이론은 작금의 물리학적 인식론의 바람직한 한 형태가 될 수 있다는 것을 정당화하려고 노력할 것이다.

증기분사 재생 가스터빈 시스템의 엑서지 해석 (Exergy Analysis of Regenerative Steam-Injection Gas Turbine Systems)

  • 김경훈;정영관;한철호
    • 한국추진공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.45-54
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    • 2009
  • 열효율과 비동력을 대폭 향상시킬 수 있는 잠재성을 가진 증기분사 재생 가스터빈 시스템에 대해 엑서지 해석을 수행하였다. 열역학 제2법칙을 근거로 한 해석 모델을 이용하여 압력비, 증기분사율, 주위 온도, 터빈입구온도 등 주요 설계변수들의 변화에 따라 엑서지 효율, 열교환기의 엑서지 회수율, 엑서지 파괴율 및 손실률 등 시스템의 성능과 최대 엑서지 효율에 미치는 영향을 조사하였다. 계산 결과 재생 증기분사 가스터빈 시스템은 시스템의 엑서지 효율을 대폭 증대시키고 비가역성을 감소시킨다는 사실을 확인하였다.

등방성 손상을 고려한 탄소성 대변형 문제의 유한요소해석(제1보) -탄소성 손상 구성방정식 개발- (Finite Element Analysis of Elasto-Plastic Large Deformation considering the Isotropic Damage (the 1st Report) -Development of Elasto-Plastic Damage Constitutive Model-)

  • 노인식
    • 한국해양공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.70-75
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    • 2000
  • In this paper a new constitutive model for ductile materials was proposed. This model can describe the material degradation due to the evolution of isotropic damage during elasto-platic deformation. The plastic flow rule was derived under the framework of thermodynamic approach of continuum damage mechanics(CDM) in which plastic strain hardening parameters and isotropic damage were taken as thermodynamic state variables. And the process to determine material constants for constitutive model using an experimental data was presented.

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증기의 감온·감압과정에서의 엑서지 손실 및 저감방안 분석 (The Analysis on Exergy Loss and its Reduction Methods in Steam Desuperheating and Depressurizing Process)

  • 이중용;이찬
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.19-26
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    • 2015
  • The present paper presented and applied an exergy analysis method to evaluate the magnitudes and the locations of exergy losses in the conventional desuperheating and depressurizing process of high pressure and temperature steam delivery system. In addition, for the reduction of exergy losses occurred in conventional process, the present study proposed new alternative processes in which the pressure reducing valve and the desuperheater of conventional process are substituted with steam turbine and heat exchanger, and their effects on exergy loss reduction and exergy efficiency improvement are theoretically investigated and compared. From the present analysis results, the total exergy loss caused in conventional desuperheating and depressurizing process accounted for 66.5% of exergy input and 85% of the total exergy loss was due to the mixing between steam and cold water(e.g desuperheating). However, it was shown from the present analysis results that the present alternative processes can additionally reduce exergy loss by maximum 92.7% of the total exergy loss in conventional process, and can also produce additional and useful energy, the electricity of 220.6 kWh and the heat of 54.3 MJ/hr.

유기랭킨사이클을 이용한 직렬 열병합 사이클의 성능 특성 (Performance Characteristics of Combined Heat and Power Generation with Series Circuit Using Organic Rankine Cycle)

  • 김경훈;정영관
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.699-705
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    • 2011
  • A combined heat and power cogeneration system driven by low-temperature sources is investigated by the first and second laws of thermodynamics. The system consists of Organic Rankine Cycle (ORC) and an additional process heater as a series circuit. Seven working fluids of R152a, propane, isobutane, butane, R11, R123, isopentane and n-pentane are considered in this work. Maximum mass flow rate of a working fluid relative to that of the source fluid is considered to extract maximum power from the source. Results indicate that the second-law efficiency can be significantly increased due to the combined heat and power generation. Furthermore, higher source temperature and lower turbine inlet pressure lead to lower second-law efficiency of ORC system but higher that of combined system. Results also show that the optimum working fluid varies with the source temperature.

다물체 요소이론을 이용한 예인줄 동역학의 모델링 및 시뮬레이션 (Dynamic Modeling and Simulation of a Towing Rope using Multiple Finite Element Method)

  • 윤현규;이홍석;박종규;김연규
    • 한국항해항만학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.339-347
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    • 2012
  • 예인줄을 여러 개의 유한요소로 분할 한 뒤 각 요소들에 Newton의 운동 제 2법칙을 적용하고 각각에 작용하는 외력은 성분별로 장력, 항력, Coriolis 힘, 중력, 부력, 입수 충격력 등으로 구분하여 예선과 부선을 연결하는 예인줄의 동역학 모델을 정립하였다. 일반적으로 예인줄 요소의 병진 운동만을 고려하는 이전의 연구들과는 달리 본 논문에서는 예인줄 요소의 운동을 횡동요를 제외한 5자유도로 확장하고 외력 고려가 용이한 물체고정좌표계에서 기술하였다. 예인줄 요소들 간에는 연결점에서 인장만 되는 스프링과 감쇠기로 연결하고, 스프링의 강성계수는 실제 적용되는 예인줄의 강성계수와 등가가 되도록 설정하였다. 정립된 예인줄 모델의 검증을 위하여 예인줄의 공기중 및 수면 바로 위에서의 자유낙하, 예인선의 가속운동, 예인선의 조화운동 시나리오에 대하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 예인선, 부선, 예인줄 요소들의 운동 시계열 값들은 실제 예상치와 유사한 경향을 보이는 것을 확인하였다.

재생온도와 외기조건 변화에 따른 제습 냉방시스템의 냉방 성능 및 엑서지 해석에 관한 연구 (A Study on Cooling Performance and Exergy Analysis of Desiccant Cooling System in Various Regeneration Temperature and Outdoor Air Conditions)

  • 이장일;홍석민;변재기;최영돈;이대영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권5호
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    • pp.413-421
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    • 2014
  • 제습 냉방시스템은 증발식 냉각기를 이용하여 공조 공기를 냉각하는 시스템으로 전기구동 냉각기 없이 열에너지만으로 냉방 공급을 수행할 수 있다. 따라서, CFC 계열의 냉매 사용에 의한 오존층 파괴 및 하절기 냉각기 가동에 의한 첨두 전력부하의 증가 등 기존의 냉방시스템이 야기하는 여러 가지 문제점들을 해결할 수 있다. 본 연구에서는 제습 냉방시스템의 효율을 향상시키기 위해 냉방 성능과 엑서지 해석을 수행하였다. 특히 열역학 제2법칙에 근거한 엑서지 해석을 이용할 경우 전체시스템과 구성요소에서의 엑서지 파괴의 원인을 분석함으로써 시스템의 효율과 관련된 주제에 대하여 더욱 본질적인 측면에서 접근할 수 있다. 본 연구의 목적은 재생온도와 외기조건의 변화에 따른 재생 증발식 냉각기를 이용한 제습 냉방시스템의 성능계수, 냉방용량, 엑서지 성능을 평가하는 것이다.