매질 내부로 전파하는 초음파는 점성손실(viscous loss), 열전도 손실(heat conduction loss) 둥 다양한 상호작용을 통해 흡수되어 열에너지로 변환되기 때문에 매질 내의 온도 변화를 발생시킨다. 본 논문에서는 RTV 고무 내부에 47 개의 열전대를 장착하여 초음파 영상 진단기로부터 발생되는 초음파 음장에 따른 각 열전대의 채널별 온도변화의 측정결과를 제시하였다.
최근에 개발되고 있는 2세대 고온초전도 선재는 77.3 K의 액화질소보다 높은 임계온도를 가진다. 응용기기의 특성에 따라 액화질소 온도 이하의 다양한 온도 범위에서 운전되고 있다. 이러한 운전 온도의 차이는 초전도 선재의 임계전류 차이를 가져오고, 높아진 임계전류는 시스템의 안정도 측면에서 장점을 가지는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 다양한 운전 온도 조건에 따른 임계전류에 의한 교류손실 측면의 연구를 진행하였다. 다양한 초전도 권선 형태에서의 임계온도에 따른 교류손실 특성을 수치해석을 통해 확인하고, 시스템의 안정성 향상에 필요한 운전온도에 대한 기본적인 특성 연구를 수행하였다.
매스 콘크리트에서 발생하는 수화열을 예측하기 위한 단열온도상승시험은 시험 비용이 고가이고 시공간상 제약으로 인해 한계가 있는 실정이다. 이에 신속하고 경제적이며 간편한 간이 수화열 측정 장치의 개발이 필요한 실정이다. 이 연구에서는 간이 수화열 측정 장치를 완성하기 전 단열 성능이 뛰어난 보온병에 콘크리트를 타설하고 열손실량을 보정하여, 간이 수화열 측정 장치의 타당성을 입증하고자 하였다. 열손실량을 정확히 예측하기 위해서는 측정 장치의 정확한 열손실계수를 추정하는 것이 필수적인데, 열손실계수는 단열 장치 내부의 수온 변화를 이용하여 추정하였다. 시험 결과 장치 고유의 열손실계수는 외부 온도와 습도, 내부 온도 변화에 크게 변하지 않는 것으로 드러났다. 실제 단열온도상승시험과 열손실량이 보정된 보온병의 단열온도상승량과의 검증 시험을 통해 이 연구의 객관성과 타당성을 입증할 수 있었다.
상하층 간 공동주택의 바닥충격음 문제를 해결하기 위해 국토교통부에서는 바닥충격음 레벨에 영향을 미치는 완충재에 대한 물성 기준도 함께 고시하고 있다. 완충재에 대한 물성 기준중 가열전후 동탄성계수, 손실계수는 특히 바닥충격음과 가장 연관되어 있다. 따라서 본 연구에서는 기준에서 명시하고 있는 $70^{\circ}C$의 온도 조건을 기준으로 $10^{\circ}C$씩 증가시키고 $10^{\circ}C$씩 저감시켜 온도변화에 따른 동탄성계수 및 손실계수에 대하여 변화율을 검토하였다. 총 8가지 종류의 시료에 대하여 동탄성계수 및 손실계수 측정 방법은 펄스 가진법으로 수행되었으며 결과 산출방법은 감쇠 진동 파형을 이용한 시계열 해석법으로 산출하였다.
식품동결에 의한 품질손상에 있어 크게 영향을 미치는 인자 중의 하나가 체적변화에 의한 조직 파괴이므로 식육 및 과채류의 냉동시 내부압력에 따른 조직파괴를 방지하기 위한 기초연구로 다양한 동결방법에 따른 내부압력 변화에 대하여 조사한 결과, 급속 및 완만동결시 우육의 내부압력 변화 경향은 동결 직전에 급격히 상승한 후 동결 초기부터 최대빙결정생성대를 통과하는 동안은 급격히 감소하다가 다시 온도가 내려감에 따라 압력변화는 증가와 감소를 반복하여 상승하는 경향을 보여 주었고, 동결시의 내부압력 크기는 약 8~10 psig 수준이며, 내부압력의 변화 경향은 정지공기식보다 침지식에서 약 1 psig 정도 크게 나타났다. 냉동냉장시에 일어나는 내부압력의 상하변화는 돈육의 품온차가 ${\pm}1^{\circ}C$일 때, 시료중량에 따라 1.84~2.32 psig 정도의 내부압력 차가 반복적으로 발생됨을 알 수 있었다. 또한, 돈육의 해동시 내부압력은 해동 개시 후 급격히 상승하여 5분 이내에 최고압력에 도달한 이후에는 서서히 하강하였으며, 해동시에 발생한 내부압력의 값은 동결시의 내부압력 값보다도 대부분 크게 나타났다. 또한, 균온처리한 우육의 동결시 내부압력 값은 약 1~4 psig 수준으로 균온처리하지 않은 우육에 비하여 매우 적게 나타났으며, 동결소요시간도 약 10~20% 정도 짧게 나타났다. 그리고 균온처리 및 다양한 동결방법에 따른 동결식육의 조직과 냉동냉장 중의 품질변화를 비교 검토한 결과, 동결방법에 따른 드립손실율은 우육의 경우 정지공기식으로 처리한 시료는 타 처리구에 비해 계속 높게 나타났으며, 돈육은 우육에 비해 상대적으로 드립손실량이 적게 나타났으나 송풍식으로 처리한 시료에서 저장 40일째, 7.39%로 가장 높게 나타났다. 동결 우육 및 돈육의 pH변화는 뚜렷한 차이를 나타내지 않았으며, VBN 및 TBA값에 있어서는 균온 처리한 시료가 완만 및 급속동결 처리한 타 시료에 비해 저장 200일까지 가장 변화가 없었다. 동결저장온도의 상하변동에 있어서는 온도변동 횟수가 증가할수록 pH 및 수분함량은 뚜렷한 변화가 없었으나 드립손실율, VBN 및 TBA값은 온도 변동횟수가 증가할수록 서서히 증가하는 경향을 보여 주었다.
Mn-Zn 페라이트의 소결에 영향을 주는 산화물 첨가제와 자기이방성 상수( $K_{1}$)값이 zero가 되는 온도, $T_{spm}$를 결정해주는 산소분압을 변화시켜가며 전력손실, 미세구조, 초기투자율, 소결밀도, 온도에 따른 초기투자율의 변화를 관찰하였다. 산화물 첨가계는 초기투자율과 소결밀도를 증가시켰으며 동시에 낮은 전력손실을 나타내었다. 이러한 첨가제들은 입계에 석출되는 것으로 $T_{spm}$과 $T_{c}$(큐리온도)와 같은 자기적 성질을 변화시키지 않았다. 온도에 따른 초기투자율 변화는 냉각시 산소분압이 증가함에 따라 $T_{spm}$이 높은 온도로 이동함이 관찰되었다. 또한 냉각시 산소분압조절 만으로는 승온과 소결시 결정된 페라이트의 치밀화가 완전히 보정되지 못함도 확인되었다.확인되었다.
산소 팔면체의 tilting에 의한 초격자 구조를 하고 있는 $(Na_{0.5}Sr_{0.5})(Ti_{0.5}Nb_{0.5})O_{3}$의 온도 변화에 다른 유전 특성 및 X-선 회절에 의한 구조의 변화를 살펴보았다. 유전 손실 측정에서 관측되는 380 K 부근의 peak는 primitive cell이 정방정에서 입방정으로 변화함에 따라 생기는 peak임을 알 수 있었으며 이 때 유전율의 변화는 관측되지 않았다. 따라서 유전 손실이 재료 내의 구조적 변화를 인지하는데 유전율보다 민감하다는 것을 알 수 있었다. Primitive cell 이 입방정으로 변화한 후에도 산소 팔면체의 tilting에 의한 초격자 회절선은 여전히 관측되었으며 500 K 정도에서 완전히 사라짐을 알 수 있었다. 하지만 이때 유전 특성의 변화는 관측되지 않았다.
고주파 저손실 재질로 사용되고 있는 Mn-Zn 페라이트의 제조공정 중 소결조건과 Ta2O5첨가가 Mn-Zn 페라이트의전력손실에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 등조성선을 따라 냉각하기 위하여 컴퓨터를 사용해서 정확하게 산소분압을 조절하였으며 적절한 등조성선을 선택함으로써 보다 좋은 손실특성을 얻을 수 있었다. CaO-SiO2 첨가계에 Ta2O5를 0ppm에서 400ppm으로 변화시켜 가며 첨가하였으며, Ta2O5 가 400ppm 첨가되었을 경우 균일한 grain 성장과 더불어 낮은 전력손실을 나타내었다. 온도에 상응하는 상평형 산소분압을 정확히 맞춰 냉각할 경우 전력손실 최소값이 질소 분위기에서 냉각시킨 시편보다 높은 온도쪽으로 이동됨도 확인할 수 있었다.
변화되는 위 측면 기울기를 가진 비대칭 사다리꼴 핀의 온도분포가 2차원 해석적 방법을 사용하여 조사되어 진다. 이 비대칭 핀을 위해, 내부유체로부터 내벽까지의 대류, 내벽으로부터 핀 바닥까지의 전도, 그리고 핀 바닥을 통한 전도가 동시에 고려된다. 무차원 핀 길이와 높이좌표 변화에 따른 온도 형상이 보여진다. 또한 핀 아래 끝에서 온도 변화가 핀 형상계수의 함수로 나타내어진다. 핀 길이의 변화에 따라 핀 바닥을 통한 열손실과 각 면으로부터의 열손실들이 비교된다. 결과들 중 하나는 핀형상계수가 증가함에 따라 핀 아래 끝에서 온도는 선형적으로 감소함을 보여준다.
본 연구에서는 전도열손실과 증발에 의한 열손실을 바탕으로 욕조의 자유표면에서 일어나는 온수의 열손실을 해석하고자 한다. 연구결과 욕조의 성능을 평가할 수 있는 식을 열전달 기본식으로 부터 관계식을 도출하였으며 이 식은 매우 시성적이며 정량적이었다. 특히 욕조 내 온수의 냉각은 증발에 의한 열손실이 지배적이었다. 또한, 온수의 온도 냉각 속도는 온수의 온도에는 크게 영향을 받지 않으나 욕실의 습도에 따라 크게 영향을 받는 것으로 확인되었다. 그러므로 욕조의 온도는 $41{\sim}45^{\circ}C$를 유지하며 욕실의 습도가 95%를 유지하는 것이 가장 효과적이라 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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