• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.69-69
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• 2011

태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.6 no.2
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• pp.202-209
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• 2005

This study concerns the performance of boiling heat transfer in inclined thermosyphons with internal grooves. A study was carried out with the performance of the heat transfer of the inclined thermosyphon having 60 internal grooves in which boiling and condensation occur. A plain thermosyphon having the same inner and outer diameter as the grooved thermosyphon is also tested for comparison. Distilled water, methanol and ethanol have been used as the working fluid. The inclination angle, three working fluids, heat flux and the boiling heat transfer coefficient at the evaporator zone are estimated from the experimental results. The experimental results have been assessed and compared with existing correlations. Imura's and Kusuda's correlation for boiling showed in good agreement with experimental results within ${\pm}20%$ in plain thermosyphon. The high heat transfer coefficient was found between $25^{\circ}$ and $30^{\circ}$ of inclination angle for water and between $20^{\circ}$ and $25^{\circ}$ for methanol and ethanol. The relatively high rates of heat transfer have been achieved in the thermosyphon with internal micro grooves.

• Fire Science and Engineering
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• v.32 no.5
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• pp.6-14
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• 2018

This study was carried out with respect to the heat release rate (HRR) properties of building wood. Heat release characteristics were measured using a cone calorimeter (ISO 5660-1) with four kinds of wood. The time to ignition measured after the combustion in $25kW/m^2$ external heat flux was 35 to 55 s. Time to ignition of both lauan and red pine was marked with the most delayed value in each of 54 s, 55 s. The maximum heat release rate ($HRR_{peak}$) was $156.87{\sim}235.1kW/m^2$, and the risk of early fire was highest in spruce. Total heat release of red pine was obtained in the highest value with $114.2MJ/m^2$. The mean effective heat of combustion of Japanese cedar was 19.1 MJ/kg and the highest among the samples. Fire risk of wood by FPI was orderly increased from lauan ($0.2468s{\cdot}m^2/kW$), red pine ($0.2339s{\cdot}m^2/kW$), spruce ($0.2308s{\cdot}m^2/kW$) to Japanese cedar ($0.2231s{\cdot}m^2/kW$). Fire risk of wood by FGI get increased from lauan ($0.5088kW/m^2{\cdot}s$), red pine ($0.5111kW/m^2{\cdot}s$), Japanese cedar ($2.8522kW/m^2{\cdot}s$) to spruce ($3.0662kW/m^2{\cdot}s$). Therefore, the risk of fire on the heat release characteristics of woods were found that spruce and Japanese cedar showed the high value compared with the other specimens.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.68-75
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• 2008

화재시뮬레이션용 소프트웨어인 FDS (Fire Dynamics Simulator)의 수직벽 화재 시뮬레이션에 있어서의 문제점을 파악하기 위해, 수직벽 프로필렌 화재에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 성능기반설계 등에 널리 사용되고 있는 이 전산유체역학 모델에 포함되어있는 주요 매개변수의 기본값을 사용한 경우, 수직벽 화재에서는 정확도가 매우 낮음을 확인하였다. 프로필렌 연소율 $10.08g/m^2$-s과 $29.29g/m^2$-s에 대한 주요 매개변수의 조사를 수행한 결과, 스마고린스키 상수(Smagorinsky constant)가 기본값인 0.2에서 수직벽에 형성된 경계층이 층류로 예측되었다. 스마고린스키 상수가 0.1일 때 온도분포가 실험과 비교적 잘 일치하였으나 벽면에서의 열유속에는 큰 오차가 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Safety Management and Science Conference
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• 2012.11a
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• pp.377-383
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• 2012

순수한 우라늄 금속은 칩이나 분말로 존재할 경우 반응면적이 넓어 자연 발화할 정도의 산화력을 지니며 산화열이 높기 때문에 운반 및 처리시 화재의 위험성이 있다. 따라서 이들을 장기보관하거나 영구처분시 안정한 형태의 전환이 우선되어야 한다. 외국의 경우 감손우라늄 폐기물을 자연에서 가장 안전한 상태인 산화우라늄의 형태로 산화 처리 후 영구처분하고 있으며, 이를 위하여 우라늄 칩의 산화거동에 관한 연구가 수행 되었다. 우라늄 칩을 안전하게 보관하려면 불활성 분위기를 형성해 주든가 또는 우라늄 칩의 표면에 부동태층을 형성시켜야 한다. 또는 우라늄 칩을 광유속에 넣어 공기나 물이 우라늄 칩에 접촉되지 않는 방법으로 보관하는 것이 바람직하다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06d
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• pp.175-180
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• 2001

In this study, the minimum heat flux conditions are experimentally investigated for the spray cooling of hot plate. The hot plates are cooled down from the initial temperature of about $900^{\circ}C$, and the local heat flux and surface temperatures are calculated from the measured temperature-time history. The results show that the minimum heat flux point temperatures increase linearly resulting from the propagation of wetting front with the increase of the distance from the stagnation point of spray flow. However, in the wall region, the minimum heat flux point temperature becomes independent of the distance. Also, the experimental results show that the velocity of wetting front increases with the increase of the droplet flow rate.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06d
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• pp.189-194
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• 2001

A simultaneous visualization of the behavior of bubbles and dry spots has been carried out for pool boiling of R-1l3 on a horizontal heater. From video imaging and image processing analysis, the formation of bubbles and dry spots occurs simultaneously, and therefore they should be considered as a synchronized concept rather than independent identities. The dry spot density is equivalent to the active site density in the region before CHF. At CHF point, large dry areas due to the coalescence of neighboring dry areas cover the heater surface.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06d
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• pp.208-213
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• 2001

The minimum heat flux conditions are experimentally investigated for the subcooled liquid film flow on the horizontal plate. The experimental results show that the minimum heat flux point temperature becomes higher with the increase of the velocity and the subcooling of the liquid film flow. However, the effect of distance from the leading edge of the heat transfer plate on the minimum heat flux is almost negligible. Also, the experimental results show that the propagation velocity of wetting front increase with increasing the velocity and the subcooling of the liquid film flow.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.28 no.6
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• pp.682-687
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• 2004

Y-junction microchannels are widely used as a flew mixer. Fluids are entered from two branch channels and merged together at a combined channel. In this study, we suggest a simple method to create the fluid digitization using flow instability phenomena. Two immiscible liquids (water/oil) are infused continuously to each Y-junction inlets. Because of the differences in fluid and flow properties at the interface, oil droplet is formed automatically followed by flow instability. In order to clarify the hydrodynamic aspects involved in oil droplet formation, a quantitative flow visualization study has performed. Highly resolved velocity vector fields are obtained by a micro-PIV technique, so that detail flow structures around the droplet are illustrated. In this study, fluorescent particles were mixed with water only for visualization of oil droplet and velocity field measurement in water flow.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.25 no.2
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• pp.395-402
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• 2001

The gasoline engine tends to high performance, fuel economy, small-sized. Therefore, it is necessary to solve the problems on thermal load, abnormal combustion, etc, in the engine, Thine film instantaneous temperature measurement probe was made. And the manufactural method of probe was established. The instantaneous surface temperatures in the constant volume combustion chamber were measured by this probe and the heat flux was obtained by Fourier analysis. The authors measured the wall temperature of combustion chamber and computed the heat flux through the cylinder wall in order to understand the combustion characteristics depending on height of probe. For achieving this goal, the thin film instantaneous temperature probe was developed for analyzing the instantaneous surface wall temperature and unsteady heat flux on the constant volume combustion chamber.