본 논문에서는 환경친화적이고, 인화점 및 발화점이 높아 화재의 위험도가 낮은 식물성 절연우를 기존 변압기의 광유를 대체로 사용하기 위한 열적 특성을 열유동해석을 이용하여 온도분포를 수치해석을 통하여 예측하였다. 해석모델로는 154kV 급 단상 내철형 유입자냉식 변압기를 대상으로 CFD 해석을 수행하였으며, 광유와 식물성 절연유는 부하의 변화에 따른 온도특성을 파악하는 동시에 핫스팟(hot spot)을 예측하였다. 본 논문은 변압기를 3차원 모델링하여 유동 및 온도 분포를 해석한 결과, 변압기의 내부 온도 및 핫스팟 추적에 대하여 변압기의 수명에 대한 예측이 가능하며, 식물성 절연유를 사용한 전력용 변압기 온도 분포 해석결과는 식물성 절연유의 적용 및 냉각 설계 변경에 기초자료롤 활용될 것이다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제36권1호
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pp.51-56
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2012
본 논문은 고파워 전자소자의 폐열로부터 에너지 수확을 목적으로 하는 열전생성기의 생성효율과 열적 성능에 대하여 논한다. 열경계저항을 포함하는 열전모델이 적용되어 생성효율과 고전력 전자소자의 junction 온도를 예측하였고 그 결과는 실험치로 검증되어진다. 검증결과는 예측치와 계측치의 오차가 작음을 보인다. 검증후 열전모델은 다양한 로드저항과 열원의 열율에서 생성효율, 열전생성기 양면의 온도차, 소자의 junction 온도를 예측한다. 본 연구는 로드저항이 생성효율, 열전생성기 양면의 온도차, junction 온도에 미치는 영향에 대해서도 탐구한다.
여러 저장온도($5{\sim}25^{\circ}C$)에서 저장하는 동안의 두부의 물성 변화는 응력완화현상을 이용하여 시간-온도 중첩 이론을 통해 계산하고 분석하였으며 WLF(Williams-Landel-Ferry)식을 이용해서 품질변화를 예측할 수 있는 적용식을 제시하였다. 저장온도가 낮을수록 저장시 두부 조직의 초기응력 및 평형응력(equilibrium stress)이 강하게 나타났고, $15^{\circ}C$ 온도를 기준으로 이동인자를 이용하여 좌우 수평으로 이동시 하나의 중첩곡선(master curve)을 구하였다. 이동인자와 중첩곡선을 이용하여 WLF식에 적용해서 활성화 에너지를 계산하였고 임의 온도에서 저장 시간을 예측하였으며, 실제 두부 조직의 저장성을 논하였다.
얼마나 많은 에너지를 사용하느냐에 대한 예측은 사회에서 중요한 이슈이다. 특히 주거 건물은 건물의 특성상 다른 건물에 비해 예측하기 힘들다. 본 논문에서는 주거용 건물의 전력 사용량에 대한 시계열 분석의 방법들을 설명하고자 한다. 일반적으로 온도는 전력 사용량과 밀접한 관련이 있다고 알려져 있다. 변수들 사이에 공적분 관계가 존재한다면, 시간에 따른 오차를 조정하는 방법인 오차수정모형을 적용한다. 전력 사용량과 온도를 포함한 변수들 사이에 공적분 관계가 있음을 보이고, 새로운 온도 반응 함수를 정의하여 온도 효과를 고려한 오차수정모형을 적용하고자 한다.
가연성물질의 화재 및 폭발 특성치는 안전한 취급, 저장, 수송, 처리 및 폐기하는데 반드시 필요하다. 공정 안전을 위한 대표적인 연소특성치로 최소자연발화온도(AIT)를 들 수 있다. 최소자연발화온도는 가연성 액체의 안전한 취급을 위해서 중요한 지표가 된다. 최소자연발화온도는 가연성물질이 주위의 열에 의해 스스로 발화하는 최저온도이다. 본 연구에서는 ASTM E659 장치를 이용하여 가연성 혼합물인 n-Pentanol과 p-Xylene 혼합물의 최소자연발화온도와 발화지연시간을 측정하였다. 2성분계를 구성하는 순수물질인 n-Pentanol과 p-Xylene의 최소자연발화온도는 각각 $285^{\circ}C$, $557^{\circ}C$로 측정되었다. 그리고 측정된 n-Pentanol과 p-Xylene 혼합물의 최소자연발화온도와 AIT에서의 발화지연시간의 실험값은 제시된 식에 의한 계산값과 적은 평균절대오차에서 일치하였다. 따라서 본 연구에서 제시한 예측식들을 이용하여 n-Pentanol과 p-Xylene 혼합물의 다른 조성에서도 최소자연발화온도와 발화지연시간을 예측이 가능하다.
달 표면 전체에 걸쳐 열물성치를 확보하는 대신 단위 면적당 열질량을 이용하여 달 표면온도를 정확히 예측할 수 있는 개선된 집중계(Lumped System Model, LSM) 해석방법을 제시하였다. 최근에 발표된 연구에 기초하여 표토층 최상단의 단위 면적당 열 질량이 균일하다고 가정하고, 하부면 전도열유속 방정식을 이론적인 근거 하에 도입함으로써 DLRE 측정온도와 상당한 정도 잘 일치하는 달 표면의 온도지도를 구하였다. LSM 온도예측은 태양복사가 약한 황혼, 새벽 및 고위도 지역을 제외하면 DLRE 측정과 잘 일치하며, 이러한 지역에서의 온도 불일치는 하부 전도열유속 모델의 한계에 기인한다. 표면 지형과 열물성치가 매우 불균일한 지역에서 나타나는 비정상온도 영역을 제외하고 LSM 분석으로 생성된 달 표면 온도지도는 DLRE 측정 결과와 유사하다.
겨울철 동파는 물사용 불가, 2차 피해 및 계량기 교체비용 발생 등 많은 사회적 비용을 발생시키고 있다. 정부에서는 지방상수도 시설의 현대화를 위해 많은 노력을 기울이고 있으며, 특히나 전국적으로 SWM 사업을 추진 중에 있다. 본 연구에서는 수용가의 최접점에 설치되는 스마트 미터링에 착안하여 기존의 대기온도가 아닌 계량기 함내 온도를 기반으로 하는 새로운 동파위험 알림 정보서비스를 계획하였다. 또한 본 연구에서는 전국적으로 설치된 스마트미터의 수량적인 한계를 극복하기 위하여, 온도센서로부터 취득된 자료들을 바탕으로 물리적인 온도센서가 없는 지역의 온도를 예측하는 인공지능 기반의 온도예측 모델을 개발하였고, 최적화 과정을 통해 전국을 대상으로 하는 수도계량기 동파위험 정보서비스(안)을 구상하였다.
액체 식품의 밀도를 예측할 수 있는 모델을 온도와 그 식품의 주요성분의 조성의 함수로 발전시키기 위하여 액체식품의 주요성분을 다음과 같이 water, protein, fat, carbohydrate, fiber, ash등 6가지 성분으로 분류하였고, 다시 세분하면 16가지의 주요성분을 분리 준비하여 그중 분말로 준비된 시료는 증류수를 사용하여 3종류의 서로 다른 농도의 현탁액을 만들어서 volumetric pycnometer를 사용하여 $0^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$의 온도범위에서 밀도를 측정하였다. 측정된 값으로부터 주어진 온도에서 각 순수성분의 밀도를 계산하였으며 이때 순수한 성분의 밀도는 온도의 증가에 따라 1차 함수의 관계로 감소한다는 사실을 알게 되었다. 계산된 밀도값으로부터 $0^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$의 온도범위에서 각 순수성분의 밀도 예측 모델의 계수를 OPT subroutine을 사용하여 결정하였다. 그리하여 Table 14 혹은 Table 15에 나타난 식을 활용하여 주어진 온도와 조성에서 액체식품의 밀도를 예측할 수 있을 것으로 사료된다.
금속유물 강화제로 널리 사용 중인 아크릴계 수지 ParaloidTM B-72(EMA copolymer)의 수명예측을 위한 연구이다. 수명인자로서는 온도를 고려하였으며, 수명예측을 위한 test parameter로써 색도를 선택하였다. 그 결과, 같은 농도의 도막에서 온도에 대한 노화가 주요 요인이라는 것을 알았다. 즉 환경온도 24℃에서 24시간일 때 수명은 12.0년, 20℃에서 24시간일 때 수명은 17.1년, 16℃에서 24시간일 때 수명은 24.5년으로 예측되었다. 이 실험을 평가는 Arrhenius 관계식을 이용하여 예측하였다.
본 연구에서는 환경인자에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 층간전단강도를 이용하여 장기 성능을 예측하였다. 필라멘트와인딩 공법으로 제작된 층간전단시편은 분위기 온도가 $50^{\circ}C$, $70^{\circ}C$, $100^{\circ}C$인 건조 조건과 분위기 온도가 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $70^{\circ}C$인 침수 조건에 각각 3000시간까지 노출시켰다. 연구결과에 따르면 분위기 온도가 $50^{\circ}C$와 $70^{\circ}C$인 건조 상태에서는 층간전단강도가 노출시간에 따라 크게 변하지 않지만 분위기 온도가 $100^{\circ}C$인 건조 상태에서는 노출시간이 길어지면 후경화로 인해 다소 증가한다. 그러나 분위기 온도가 $25^{\circ}C$인 침수 상태의 경우 층간전단강도는 노출 초기에 크게 변하지 않다가 노출시간이 길어지면 감소하고 감소 정도는 분위기 온도가 높아지면 커진다. 각 분위기 온도에 대한 층간전단강도 선형회귀식은 침수 상태에 3000시간까지 노출된 시편에서 얻은 층간전단강도에서 구할 수 있었다. 이들 선형 회귀식을 이용하면 층간전단강도는 분위기 온도가 $25^{\circ}C$와 $50^{\circ}C$인 경우 측정값의 5.5% 이내, 분위기 온도가 $70^{\circ}C$인 경우 측정값의 2.3% 이내로 예측이 가능하였다. 따라서 제시된 성능 예측 절차는 환경인자에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 장기 층간전단강도를 잘 예측할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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