• 한국안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.171-179
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• 2005

건물의 마감재료가 화재에 노출될 때 그 마감재료의 역할을 이해하는 것은 필수적이다. 실물화재실험을 통해서 재료의 성능을 평가하는 것이 가능하다. 그러나 실물화재 실험 시 소요되는 시간과 높은 비용으로 인해 실물 화재 실험이 수행되는 경우는 드물고 대신 컴퓨터 화재 시뮬레이션이 개발되어 왔다. 컴퓨터 화재 시뮬레이션에서는 초기입력 데이터로서 점화 버너의 화염으로부터의 Heat Flux Map이 요구된다. 현재까지의 연구에서는 열전대 혹은 열유속 센서와 같은 실험장치의 제한으로 인해 $10kW/m^2$간격의 Heat Flux Map이 나와있을 뿐이고 공간적으로 더 상세한 Heat Flux Map은 없는 실정이다. 화재 시뮬레이션의 성능을 증가시키기 위해서는 점화 버너로부터의 정확하고 상세한 Heat Flux Map이 필요불가결하다. 본 연구의 목적은 적외선 카메라로부터 얻어진 표면온도를 이용하여 벽에서 점화 버너 화염에 대한 Heat Flux Happing Procedure를 개발하는 것이다. 높은 수준의 공간적 해상도는 적외선 카메라로부터 제공된다. 개발된 Heat Flux Mapping Procedure를 증명하기 위해서 ISO 9705 점화버너를 이용해서 실험이 행해졌다. 실험 결과를 통해 개발된 Heat Flux Mapping방법의 열유속 해상도와 공간적 해상도가 얻어졌다. 또한 그 실험 결과가 현재 쓰여지고 있는 Heat Flux Map과 비교되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.273-273
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• 2010

고열부하 환경에 노출되는 핵융합로의 플라즈마 대향부품은 주로 낮은 원자번호 물질-열전도가 좋은 물질-구조체의 순으로 다층 구조를 이루고 있으며, 이들 간의 우수한 접합성은 부품의 성능을 좌우하는 핵심 요소이다. 이러한 플라즈마 대향부품의 건전성을 평가하기 위해서는 고열속의 열부하를 반복적으로 인가하는 시험이 요구되며, 이를 위해 본 연구원에서는 KoHLT-1, 2의 시험시설을 운용하고 있다. 본 시설에서는 열부하원으로서 그라파이터 히터를 사용하며, 히터는 두 개의 시험 대상부품 사이에 설치되고, 히터에 고전류를 인가하여 복사열에 의해 시험 부품에 열부하를 가하게 된다. 고열부하 환경에서 열피로 시험을 위해 히터에 인가되는 전류를 시간에 따라 일정한 패턴으로 반복적으로 ON-OFF 하게 된다. 본 논문에서는 이러한 고열부하시험을 수행함에 있어 고려해야 할 여러 가지 요소에 대해 논의하였다. 우선 인가하는 열유속(heat flux) 값은 일차적으로 시험시설의 최대 출력에 의해 좌우되며, 시험대상물의 운전조건 및 열부하 반복횟수에 의해 결정된다. 열부하 반복횟수는 주어진 열유속 값에 대해 total strain이 파단에 이르는 수준에 의해 결정된다. 열부하를 인가하는 시간은 히터에 전류를 인가했을 때 요구되는 온도로 상승하는 데 걸리는 시간과 시험대상물의 온도가 더 이상 증가하지 않는데 걸리는 시간에 의해 좌우된다. 냉각시간은 길수록 시험대상물의 온도가 냉각수의 온도에 접근하게 되나 너무 길어지면 시험시간이 급격히 증가하게 되므로, 온도 감소 곡선을 검토하여 적절한 시간을 정하게 된다. 열유속 측정은 냉각수의 온도 상승값과 유량으로부터 계산하게 되며, 정확한 측정을 위해서는 열부하를 인가하는 시간이 충분히 길어야 한다. 또한 시험대상 부품에서 열부하가 인가되는 면적을 정확히 정의해야 하며, 냉각관로에 열부하가 인가되어서는 않된다. 또한 시험대상부품을 지지하는 지지구조체를 통한 열손실을 최소화해야 정확한 열유속을 측정할 수 있다. 시험대상부품을 설치할 때 히터와의 간격 또한 결정해야 할 중요한 요소이며, 간격이 좁을수록 최대 열유속 값을 증가시킬 수 있으나, 너무 가까운 경우 히터의 열변형에 의한 접촉 및 아크 방전의 가능성이 있으며, 이 경우 히터와 시험대상부품의 손상을 가져오게 된다. 시험대상물이 국제열핵융합로(ITER)의 일차벽과 같이 베릴륨이 포함되어 있는 경우 방전에 의한 손상은 인체에 유해한 오염의 원인이 될 수 있다. 또한 순간적인 방전은 고가의 고전류전원의 고장을 유발할 수도 있다. 열부하 시험 중 시험대상물의 온도를 정확히 측정하는 것은 필수적이며, 온도 변화 곡선으로부터 시험대상물의 건전성 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해 변화를 가장 잘 탐지 할 수 있는 위치에 온도 센서를 설치하는 것이 관건이며, 이는 사전 분석을 통해 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.622-629
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• 1988

본 연구에서는 박판형 열유속 센서의 감도를 높임과 동시에 두께와 면적을 줄 이기 위한 방안으로서 시벡 계수(Seebeck doefficient)가 일반 열전대재료보다 월등히 큰 반도체 열전재료를 이용하여 박판형 센서를 제작하고 그 성능을 조사하였다. 센 서의 제작에 사용한 열전재료는 Melcor 사에서 열전 열펌프 생산에 사용하기 위하여 개발한 소자로서 통상 텔루루화 비스무스(bismuth telluride)라 불리우며 그 조성은 비스무스, 텔루륨, 셀레늄, 안티몬의 4가지 합금에 미량의 불순물(dopent)이 첨가된 것으로 불순물의 종류에 따라 전기적인 P형 또는 N형의 반도체가 되는 것으로 알려져 있으며 Table 1에 물성치가 나타나 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.167-170
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• 2009

본 연구에서는 추진기관 급속가열시험을 실시하여 그 특성을 분석 평가 하였다. 연소관은 카본 에폭시 복합재를 사용하였고 추진제는 둔감 특성을 향상 시켜주기 위해 HTPE 추진제를 사용하였다. 반응 형태를 정량적으로 판단하기 위해 음압 및 열유속 센서를 사용하였다. 급속가열 시험한 HTPE 모타들의 반응형태는 Type V 인 연소반응을 나타내었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.163-166
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• 2009

본 연구에서는 추진기관 탄자 및 파편 충격시험을 실시하여 그 특성을 분석 평가 하였다. 연소관은 카본 에폭시 복합재를 사용하였고 추진제는 둔감 특성을 향상 시켜주기 위해 HTPE 추진제를 사용하였다. 반응 형태를 정량적으로 판단하기 위해 음압 및 열유속 센서를 사용하였다. 탄자 및 파편 시험한 HTPE 모타들의 반응형태는 Type V 인 연소반응을 나타내었다.