• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.2267-2268
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• 2008

에너지 문제가 국제적인 이슈로 떠오르고 있는 가운데 열에너지와 전기에너지 사이의 에너지 변환 현상, 즉 열전효과를 이용한 열전발전은 최근 여러 국가에서 연구가 활발히 진행 중이다. 경사기능성 재료(FGM)란 기존의 물질들에 경사적인 특성 변화를 주어 새로운 물질로 탄생시킨 개념으로, 이 논문에서는 그동안 발표된 열전변환재료들의 열전변환특성을 이용하여 경사기능성재료를 구성하여 보았다. 또한 구성한 경사기능성재료와 단일재료를 이용하여 기본적인 열전발전회로에 적용시켜, 변환효율을 계산하여 보았다. 시뮬레이션 결과를 이용하여 경사기능성 열전변환재료와 단일 물질의 변환 효율을 비교하였으며, 경사기능성 열전변환재료가 단일 열전변환재료보다 뛰어난 성능을 갖고 있음을 유도하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1300-1310
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• 1990

본 연구에서는 양각과 레이놀즈수를 변화시켜 가면서 사각관 각 면에서의 국 소물질전닭계수를 측정하여, 유동의 정체, 가속, 박리, 재부착, 와류유출등의 복잡한 유동현상이 물질전달에 미치는 영향을 고찰하고자 한다. 한편 Igarashi의 열전달 측 정 결과와 비교하여 열전달과 물질전달의 유사성을 고찰하고, 복잡한 유동이나 3차원 유동영역에서의 열전달해석에 나프탈렌승화법을 이용한 물질전달실험의 응용 가능성을 검토하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.180-180
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• 2011

재료의 양단간에 온도차를 주어 전압 또는 전류가 발생하는 지벡효과와 반대로 전위차를 주어 온도차를 유도하는 펠티에 효과를 열전효과로 일컫는다. 이 열전효과에 관한 연구는 그 특수성 때문에 1950년대 이후로부터 많은 관심을 받아왔다. 최근 들어 석유자원의 고갈 및 신재생에너지에 대한 관심의 고조와 맞물리면서 열전재료 및 소자에 연구는 더욱 활발히 이루어지고 있다. 전도성이 있는 모든 물질은 열전효과를 가지는 데, 그 중 Bi-Te 합금계의 열전 물질은 상온에서 가장 우수한 열전성능지수를 가지는 것으로 보고되어, 이를 이용한 열전 재료에 대한 많은 연구가 이루어져 왔다. 현재 상용화된 열전소자는 Bi-Te bulk를 이용하여 제조되고 있으나 열전성능지수의 한계를 극복하기 위해 나노구조화, 박막화시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 박막화를 통해 열전소자의 상용화 및 양산화에 일조할 수 있을 것으로 예상된다. 하지만 열전소자의 양산화를 위해서는 대량생산에 용이한 증착공정이 개발되어야 한다. 증착공정 중 가장 양산화에 유리한 공정이 MOCVD (metal organic chemical vapor deposition)라고 생각되지만 이를 위해선 전구체의 특성 평가 및 공정개발이 필요하다. 따라서 본 연구팀은 MOCVD 공정을 이용하여 저온, 저압에서 Bi-Te 합금계의 박막 성장에 관한 연구를 수행하였다. 또한 적외선 분광 시스템을 활용하여 여러 전구체 중 최적의 Bi, Te 전구체 조합을 선별해내었다. 이 과정 속에서 Te 전구체의 독특한 분해특성 및 증착특성을 확인하였고, 이러한 특성을 조절하기 위해 Bi 전구체가 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제19권1호
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• pp.73-79
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• 2008

본 연구에서는 핀-관 열교환기의 공기측 열전달, 마찰 그리고 물질특성을 조사하기 위하여 6종의 열교환기에 대하여 습조건에서 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 핀은 루버형으로 핀피치, 관 열수 그리고 입구상대습도를 변화하였다. 루버핀-관 열교환기의 열전달계수와 마찰계수는 레이놀즈 수가 증가할수록 감소하였으며, 핀피치가 줄어들수록 열전달계수는 감소하였고 마찰계수는 증가하였다. 3열 열교환기의 열전달계수와 마찰계수의 핀피치 변화에 따른 영향은 2열 열교환기의 경우보다 덜 민감하였다. 그리고 유입공기의 상대습도에 대한 열전달계수와 마찰계수의 변화폭은 크지 않았다. 또한, 루버핀-관 열교환기의 물질전달계수는 핀피치가 감소할수록 줄어들었으나, 레이놀즈 수 변화에 따른 물질전달계수는 열전달계수와는 달리 관 열수에 따라 서로 다른 경향을 보였다. 유입공기의 상대습도가 높아질수록, 물질전달계수는 다소 줄어 들었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제30권5호
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• pp.17-24
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• 2010

태양열 제습냉방은 액체흡수제를 이용한 냉각효과로 기존의 전기에너지를 가능케 하는 해결책중 하나이다. 따라서 태양열을 거의 활용하지 않는 여름에 가열온수를 열원으로 활용하여 쾌적조건을 구현하는 본 연구의 대상인 태양열냉방시스템은 제습기와 재생기로 크게 이루어져 있다. 본 논문은 제습기의 유량 변화에 따른 열전달 및 물질전달의 변화를 실험과 이론적 해석으로 규명하고 있는데, 흐름의 양상은 병렬형과 대향류형을 대상으로 하고 있다. 실험결과와 이론해석이 비교적 잘 일치하였으며, 대향류형이 병렬형보다도 물질전달 면에서 유리하게 나타났으며, 입 출구의 엔탈피 차이에서도 크서 열전달에서도 우수한 것으로 나타났다. 또한 그 차이를 본 논문에서는 나타내었으며, 일정한 높이나 길이 이상에서는 항상 일정함을 알 수 있었다. 따라서 본 논문의 결과들은 제습기의 유동흐름을 통한 태양열냉방시스템 중 제습기의 설계 및 성능 향상에 도움을 줄 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.368-375
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• 1987

본 연구에서는 이러한 기하형태의 불규칙성을 쉽게 고려할 수 있는 윤곽좌표계 (body fitted coordinate systems)를 이용하여 다공성 물질의 유효열전도율을 결정하 는 방법을 제시하였다.기공의 형상을 원형으로 가정하고 기공율과 기공 내부기체와 고체의 열전도율비 등의 변수가 유효열전도율과 이들 변수의 상관관계식을 제안하였으 며, 또한 핵연료 소결체와 같은 실제적인 다공성 물질의 유효열전도율을 해석하는데 좀 더 타당한 타원형 형상의 기공 가정방법을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.554-560
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• 2021

크러드는 원자력 발전소 운전 시 핵연료 표면에 침적되는 철-니켈-크롬 등의 금속 산화물로 이루어진 다공성 물질이다. 그 두께는 수십 ㎛ 수준이다. 발전소의 냉각재상실사고 시 크러드 층은 핵연료-냉각수 열전달에 영향을 미치게 되어 원전 안전성 측면에서 그 영향을 살펴보는 것이 중요하다. 일반적으로 크러드는 열저항으로 인하여 핵연료 온도를 높이는 부정적 효과가 있는 것으로 알려져 있었다. 그 이유는 크러드에 의하여 핵비등, 최소막비등온도, 단상증기 열전달, 임계열유속, 막비등 열전달 등 2상유동 열전달 특성을 고려하지 않았기 때문이다. 본 연구에서는 다공성 크러드 물질의 물성치를 모델링하고 이를 국내 원전안전해석 코드인 SPACE에 탑재하였다. 크러드는 다공성 고체 물질이고 표면이 거칠기 때문에 최소막비등온도와 단상증기 열전달이 증가할 것으로 예상된다. 이에 최소막비등온도와 단상증기 열전달이 최대 피복재 온도 및 급냉에 미치는 영향을 평가하였다. 시험 계산은 기존 FLECHT-SEASET 재관수 실험 장치에 기반으로 수행되었다. 계산결과 최소막비등온도가 상승하여 급냉시간이 줄어들었다. 단상증기 열전달의 경우 약 20% 증가할 때까지는 최대 피복재 온도가 하강하였다. 크러드 층이 원전 안정성 측면에서 긍정적인 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권11호
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• pp.39-45
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• 2011

본 연구는 글라스 비드와 고무 혼합재의 부피비와 상대적인 크기 비에 따른 열적 거동에 관해 다루고 있다. 혼합 물질의 열전도도를 측정하기 위하여 비정상면열원법이 사용되었다. 개별요소법과 열 네트워크 모델을 결합하여 입상체 모사 시료에서 입자 단위의 열전달 매커니즘을 분석하였다. 실험 및 해석의 결과는 다음과 같다. 유효 열전도도는 고무의 부피비가 증가할수록 감소한다. 두 물질의 상대적인 크기는 열 전파경로의 대부분을 결정하는 입자간 접촉상태의 공간적 구성을 지배한다. 같은 부피비를 갖는 혼합물질 중에서, 열이 잘 흐르지 않는 물질(여기에서는 고무)의 입자 크기가 큰 경우 열전달이 더 원활하게 이루어진다. 이상의 실험결과와 입자 단위의 관찰은 물질의 열적 거동이 부피비 뿐 아니라 구성 성분의 공간적인 구성에도 영향을 받음을 보여준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.60-60
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• 1999

단결정 다이아몬드의 열전도도는 약 22W/cm.K로 열전도도가 가장 큰 물질로 알려져 있으며, 비저항은 10$\Omega$.cm 이상의 높은 값을 갖는다. 대부분 열전도도가 큰 것으로 알려진 물질들은 Cu, Ag 등과 같이 전자의 흐름에 의하여 열이 전도되기 때문에 큰 전기전도도를 함께 갖는 것일 일반적이다, 그러나, 다이아몬드는 빠른 phonon의 이동에 의하여 열전도가 이루어지므로 전기적으로 절연 특성을 갖으면서도 큰 열전도가 가능하다. 단결정 다이아몬드는 고방열 절연체로서 이상적인 물질 특성을 보여준다. 전기절연성을 갖는 열전도층으로 다이아몬드를 이용하기 위해서는 저가로 제조가 용이한 화학기상증착법을 이용하여야 한다. 화학기상증착법으로 제조된 다결정 다이아몬드 박막의 열전도도는 약 21W/cm.K로 여전히 매우 높은 값을 갖는 것으로 알려져 있지만, 비저항 값은 인위적으로 도핑을 전혀 하지 않은 상태에서도 106$\Omega$.cm 정도의 낮은 값을 갖는다. 전혀 도핑을 하지 않았음에도 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여 주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기전도성의 원인을 규명하는데 집중되고 있다. 아직 명확한 전도 기구는 제안되고 있지 못하지만 전도성의 원인은 수소와 관련이 있고 전도는 표면을 통하여 이루어진다는 것이다. 산(acid)을 이용하여 다결정 다이아몬드 박막을 세척하면 전기 전도성이 사라지고 높은 저항값을 갖는 박막을 얻게 되는데 박막을 세척하는 공정은 박막의 표면만을 변호시키므로 표면에 있던 전기전도층이 용액 처리를 통하여 제거되므로 전도성이 사라진다고 생각하는 것이다. 그러나, 본 연구에서는 두께가 두꺼울수록 저항값이 증가하는 것이 관찰되었고 기존의 측정방식인 수평적인 저항 측정법에 대하여 수직적 방향으로 저항을 측정하면 저항값이 1/2 정도 작게 측정되었다. 다결정 다이아몬드에서 표면을 통하여 전류가 흐른다면 박막의 두께에 따른 변화가 나타나지 않아야 하고 수직적인 전류 측정법이 오히려 더 큰 저항을 보여주어야 한다. 기존의 표면 전도 모델로는 설명되지 못하는 현상들이 관찰되었고 정확한 전기 전도 경로를 확인하기 위하여 전해 도금법으로 금속들이 석출되는 모습을 관찰하였다. 이 방법을 통하여 다결정 다이아몬드에서 전류는 결정입계를 통하여 전도됨을 알 수 있었다. 온도에 따른 다결정 다이아몬드의 전기전도도 변화를 관찰하였고 이로부터 활성화 에너지 값을 구할 수 있었다. 다결정 다이아몬드의 전도도는 온도에 따라서 0.049eV와 0.979eV의 두 개의 활성화 에너지를 갖는 구간으로 나뉘어졌다. 이로부터 다결정 다이아몬드에는 활성화 에너지 값이 다른 두 종류의 defect level이 형성되는 것으로 추정할 수 있고 이 낮은 defect level에 의하여 전도성을 갖는 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.872-879
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• 1997

암모니아와 금속염과의 기-고 반응을 이용한 화학열펌프에서 열전달 특성과 물질전달 특성을 개선하기 위하여 금속염을 팽창흑연에 반지름 방향으로 겉보기 밀도가 증가하도록 함침시켜 새로운 비균일 열전도성 반응블럭을 제조하였다. 이것은 겉보기 밀도가 반지름 방향으로 165, 222, 279, 337, $394(kg/m^3)$로 증가하도록 만든 것으로 균일 열전도성 반응블럭과 반응특성을 비교하였다. 실험결과 열전달특성은 비균일 열전도성 반응블럭이 훨씬 좋았고, 반응을 반복함에 따라 물질전달과 반응특성이 개선되었으며 반응의 재현성도 양호함을 알 수 있었다.