크래프트 회수보일러(kraft recovery boiler)는 펄프 공정에서 생성된 흑액을 연소하여 발전용 스팀을 생산하는 장치이다. 특히 연소로 상단부에 존재하는 과열기(superheater)는 포화 증기가 연소가스와 열교환을 통해 과열 증기로 전환되는 구간으로, 연소가스와 포화 증기 사이의 열교환 효율 향상은 발전용 과열 증기 생산량 증가 및 발전 효율이 증가하므로 매우 중요하다. 과열기 하단부에 위치한 노즈 아치는 과열기의 부식의 원인이 되는 연소로에서 발생한 복사열을 막는 중요한 역할을 하지만, 연소가스 유동을 방해하여 포화증기와 열교환이 끝난 저온의 연소가스가 과열기를 나가지 못하고 재순환되어 열교환 효율을 저하시키는 직접적인 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 CFD를 활용하여 노즈아치 구조에 따른 재순환 영역의 크기와 연소가스 출구 온도를 비교하였다. 결과적으로 노즈 아치 하단부 각도를 106.5°에서 150°로 변경할 경우 연소가스의 재순환 영역이 감소하여 연소가스와 과열기 사이의 열교환 효율이 10.3% 향상되는 것을 확인하였다.
열설계의 목적은 장치 또는 시스템에 있어서 주어진 전기적, 기계적, 조건 및 신뢰성, 보전성, 가격등의 요구조건에 따라 열원에서 최종적인 heat sink까지 열을 능률적으로 전파하는데 있다. 즉 장치전체의 온도를 낮추거나, 부품 또는 장치내의 온도를 균일하게 함으로서 안정된 동작을 할 수 있게 설계하는 것을 말한다. 전자공학분야의 열설계는 부품과 장치의 두 영역으로 구분할 수 있으나 장치의 열설계는 부품자체와 부품간의 접속에서의 전체적인 열적 조화를 의미하므로 여기서는 개별소자 특히 Power Transistor를 중심으로 I, II부로 나누어 열적 문제점에 관해 소개하고자 한다.
서론: 대퇴골 근위부에 발생하는 종양은 양성일지라도 수술적 병변의 제거시 관절내 도달이 필요하거나 대퇴골 경부에 손상을 줄 수 있는 등 주위 고관절의 구조 및 기능을 위협할 수 있어 그 예후가 좋지 않을 수 있고 치료에 어려움이 있으나 고관절부의 동통을 유발하는 양성 골종양의 치료는 비관혈적 수술이 현재로는 거의 불가능하다. 최근 CT등을 이용한 경피적 절제술, 경피적 고주파 열치료등 비교적 덜 침습적인 치료법에 대한 관심과 연구가 증가하고 있으나, 아직까지는 대퇴골 근위부 종양중 비교적 흔한 유골골종(osteoid osteoma)에 국한된 연구가 대부분이다. 이에 저자는 대퇴골두내 발생한 내연골종 및 피질골내 연골종을 경피적 고주파 열치료를 통해 치료한 후 이를 보고하는 바이다. 증례: -증례1 - 31세 여자환자로 1년 전부터 시작된 우측 둔부 및 서혜부 외측의 통증을 주소로 내원하였다. 사무직 여성으로 과거력 및 가족력 상 특이 소견 없었으며 통증의 양상은 간헐적으로 야간에 심해지는 양상으로 통증 발현 시에는 체중 부하하기 힘든 정도였다. 통증에 대해 수개월간 대증적 치료를 시행하였으나 수일에서 수주 후 재발되는 양상이었으며 비스테로이드성 소염 진통제에 비교적 효과가 있었으나 내원 시에는 증상이 점차 심해지며 지속적인 양상으로 소염진통제가 계속적으로 필요하였다. 이학적 소견상 우측 고관절의 운동제한은 없었으나 Patrick 검사 양성이었으며 내회전시 불쾌감을 호소하였다. 단순 방사선 검사상 우측 대퇴 골두 부위에 주변으로 경화상을 보이는 방사선 투과성 병변이 관찰되었으며, MRI상 T1WI와 T2WI에서 낮은 신호강도를 보이면서 1.5${\times}$1cm 크기로 경계가 비교적 분명하였고 주변에 반응성 부종이 관찰되어. 유골골종의 가능성이 큰 것으로 보아 고주파열치료를 시행하기로 하였으며 전신마취하에서 먼저 CT시행 하에 세침 생검을 실시한 후 Radionics$^{(R)}$ 고주파침을 삽입하여 병변 중앙에 위치시킨 후 $80^{\circ}C$ 평균모드으로 6분간 고주파 열 치료 시행하였으며 시행 중 다른 합병증은 발생하지 않았다. 환자는 마취에서 의식이 돌아온 직후와 술 후 14시간 후에 통증 전혀 호소하지 않았으며 술후 1일째 체중 부하시 통증 없는 것 확인 후 퇴원 조치 하였으며 술 후 3주 뒤 MRI로 병변 부위 관찰하였으며, 이때 병변부위 소실된 것 확인할 수 있었다. 술 후 15개월째 환자는 일상 생활에 지장없었으며 통증 호소하지 않았다. 조직 검사결과는 피질골내 연골종으로 확인되었다. -증례 2- 56세 여자환자로 3개월 전부터 시작된 좌측 둔부 및 대퇴부 외측의 통증을 주소로 내원하였다. 통증은 주로 밤에 악화되었으며 1달 전부터 통증 심해지고 지속되는 양상으로 타 병원에서 아스피린으로 통증 조절되었고 유골 골종 의심 하에 본원으로 전원되었다. 과거력이나 가족력상 특이사항 없었으며 이학적 검사상 고관절 운동 범위 제한은 없었으나 외전과 내회전시 좌측 서혜부에 통증을 호소하였다. 단순 방사선 소견상 좌측 대퇴골두 하방 내측으로 석회화를 동반하고 주변 경화상을 보이는 방사선 투과성 병변이 관찰되었으며 MRI상 T1WI와 T2WI에서 비교적 낮은 신호강도를 보이는 양상으로, 유골골종의 가능성이 높은 것으로 보아 고주파 열치료를 시행하기로 하였으며 전신 마취 후 CT시행 하에 먼저 세침 조직 검사를 실시한 후 Radionics$^{(R)}$ 고주파침 삽입 후에 평균 모드 $80^{\circ}C$로 6분간 열 치료 시행하였고 환자는 마취에서 회복 후 즉시 통증 감소 보였으며 시술 후 1일째 이학적 검사 및 체중 부하 시행하였을 때 통증이 없는 것을 확인한 후 퇴원 조치 할 수 있었으며 술 후 1달째 MRI검사를 통해 병변이 사라지고 성공적으로 시술을 시행하였음을 확인할 수 있었으며 이후 시술 3개월째로 통증호소없었고 이학적소견상 정상이었다. 조직검사결과는 내연골종으로 확인되었다. 결론: 저자들은 수술적으로 치료가 비교적 어려운 대퇴 골두 부위에 발생한 피질골내 연골종과 내연골종에 대해 경피적 고주파열치료를 시행한 후 이를 보고하는 바이며 동통을 유발하는 유골 골종 이외의 다른 양성골 종양에 대해 치료 계획시 그 도달이 어렵거나 술 후 주위 구조물과 관절의 불안정성등의 합병증이 유발될 수 있는 경우 그 적응증의 확대를 신중히 고려해야 할 것이다.
횡방향(橫方向)과 종방향(縱方向), 대입열용접(大入熱鎔接)과 소입열용접(小入熱鎔接), 모재(母材)와 같은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料) 사용(使用)과 모재(母材)보다 낮은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料) 사용(使用) 등으로 서로 비교되는 용접(鎔接)이음의 소인장시험편(小引張試驗片)을 만들어서 피로시험(疲勞試驗)을 행하여 피로구열(疲勞龜裂) 진전속도(進展速度) ${\frac{da}{dN}}$와 구열선단(龜裂先端) 부근의 응력확대계수(應力擴大係數)의 변동범위(變動範圍) ${\Delta}K$와의 관계곡선(關係曲線)을 그려서 비교시험간(比較試驗間)의 모재(母材), 열영향부(熱影響部) 및 용착금속부(鎔着金屬部)로 구분, 혹은 지금까지의 연구자료(硏究資料) 등과 비교검토하였다. 이 결과, 다음과 같은 현상들을 알 수 있었다. 기본적(基本的)으로, 용접방향(鎔接方向), 용접입열량(鎔接入熱量), 용접재료(鎔接材料)의 강도(强度), 혹은 모재(母材), 열영향부(熱影響部) 및 용착금속부(鎔着金屬部)의 구분 등에 따라 ${\frac{da}{dN}}-{\Delta}K$관계에 큰 차이가 없었다. 다만, 첫째, 소재(素材)에 대한 경우에 비해 대개 처음은 같은 ${\Delta}K$에서 ${\frac{da}{dN}}$가 상당히 늦다가 점차 증가하여 중간쯤에서 같아진 후 끝 부분에서 같은 ${\Delta}K$에서${\frac{da}{dN}}$가 다소 빨라짐을 알 수 있었다. 둘째, 열영향부(熱影響部)에서 용접금속부(鎔接金屬部)로 진전(進展)하면서 ${\frac{da}{dN}}$가 다소 늦어지는 것을 알 수 있었다. 셋째, 용접방향(鎔接方向)과 구열방향(龜裂方向)이 평행인 경우가 직각인 경우에 비해, 모재(母材)와 같은 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우 소입열용접(小入熱鎔接)인 경우가 대입열용접(大入熱鎔接)인 경우에 비해, 모재(母材)보다 낮은 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우 대입열용접(大入熱鎔接)인 경우가 소입열용접(小入熱鎔接)인 경우에 비해, 대입열(大入熱)의 평행용접(鎔接)의 경우를 제외한 모든 용접(鎔接)에서 모재(母材)와 같은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우가 모재(母材)보다 낮은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우에 비해 ${\Delta}K$가 낮은 시기(時期)에 일찍 저속(低速)으로 구열(龜裂)이 시작되어 ${\Delta}K$의 큰 증가없이 ${\frac{da}{dN}}$가 빠르게 증가한 다음 다른 경우와 같은 성상(性狀)으로 진전됨을 알 수 있었다. 넷째, 소입열용접(小入熱鎔接)의 경우 평행용접(鎔接)이 직각용접(鎔接)에 비해, 소입열용접(小入熱鎔接)이 대입열용접(大入熱鎔接)에 비해 같은 ${\Delta}K$에서 ${\frac{da}{dN}}$가 다소 늦은 것을 알 수 있었다.
액체 로켓의 추진제탱크 가압을 위해 사용되는 극저온 액체헬륨의 정상상태 및 천이상태 열유동 해석을 수치적으로 수행하였다 벽면에서의 단열 및 비단열 조건에 대한 정상 해석을 통하여 설계유량 및 설계유속을 만족시키는 헬륨 배관의 내경 및 압력손실, 온도변화 등을 조사하였으며 특히 단열조건에서도 헬륨의 온도는 주울-톰슨계수의 영향에 의해 증가하는 경향이 있음을 밝혀내었다. 그리고 국부적인 열유입 있을 경우에의 관내 헬륨의 온도 및 압력의 시간적 변화를 천이해석을 통하여 고찰하였으며 열유입부의 밀도 감소에 의한 열유입부 후단부의 속도 증가량을 예측하였다.
본 연구는 아이스하버 형태의 어도를 조립식으로 개발하여 실제 현장에 적용하기에 앞서 유량 변화에 따라 어도내 유속 및 유황변화를 조사하고 어도의 배열을 조정하여 어도의 현장적용성을 검토하기 위하여 실시하였다. 모형 월류수심이 40cm(현장 20cm)일 때 상류부는 어류가 소상하기에 적합한 유속을 나타내었고 하류부의 가장 낮은 월류부(좌측열)에서는 어류 소상에 다소 지장을 주는 유속변화를 보였다. 그러나 좌측열을 제외한 우측열과 중간열에서는 어류 이동 및 소상에 적절한 유속변화를 나타내고 있는 것으로 보아 본 어도는 유량 증가에 따라 월류 유속이 증가하여도 월류벽이 높은 구간에서는 유속이 증가폭이 크지 않기 때문에 수위변화에 대응력을 가지는 것으로 판단된다. 다양한 배열로 어도를 설치하면 유속이 느린 어도 구간은 어도 유인수로로서의 역할을 할 수 있으므로 어도내의 다양한 유속은 어류 소상에 유리하게 작용한 것으로 평가된다. 어도의 배열은 월류부의 높이가 높은 것을 좌${\cdot}$우측열에 배열하고 낮은 것을 중간열에 배열하면 갈수량에 대한 대응력이 증가하는 것으로 나타났다. 잠공은 하천의 유량 조건이 좋을 때보다 갈수기나 홍수기에 어류가 소상하는 통로의 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서, 본 어도는 다양한 월류벽의 배열로 하천의 수위변화에 대한 대응력을 가지고 있으며 구조적으로 견고하여 우리나라 하천 상황에 적절한 어도로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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