• Journal of Energy Engineering
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• v.5 no.1
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• pp.19-27
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• 1996

Self-pressurization of cylindrical container of cryogen is numerically analyzed. The container is axi-symmetric and heated from side wall with constant heat flux. Natural convection by external heat flux is studied numerically using finite difference method. Oxygen, nytrogen and hydrogen are working fluids in this paper. Liquid is considered incompressible fluid and vapor is assumed to behave as gas meeting with virial equation of gas. The Second virial coefficients of gas are obtained from Lennard-jones model. The important variables which have effects on self-pressurization are external heat flux, heat capacity of wall and initial ullage in container. The most important variable of them is external heat flux. The pressure rise calculated from the virial gas model is slightly different from that calculated using Ideal gas model for oxygen.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.23 no.4
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• pp.552-558
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• 1999

Ventilation of the marine engine room is very important for the health of the workers as well as the normal operation of machines. To find proper ventilation conditions of this engine room numerical simulation with a standard k-$\varepsilon$model was carried out. In the present study the marine engine room is considered as a closed space with a heat source and forced ventilation ducts. The injection angle of air supply is found to be important. Injection with a downward angle depresses recirculation flow causing a strong stream in the wider space of the room Ventilation and removal of the released heat are promoted with this pattern, There is a possibility of local extreme heating at the upper surface of the engine when supply and exhaust ports of air are in bilateral symmetry.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.273-273
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• 2010

고열부하 환경에 노출되는 핵융합로의 플라즈마 대향부품은 주로 낮은 원자번호 물질-열전도가 좋은 물질-구조체의 순으로 다층 구조를 이루고 있으며, 이들 간의 우수한 접합성은 부품의 성능을 좌우하는 핵심 요소이다. 이러한 플라즈마 대향부품의 건전성을 평가하기 위해서는 고열속의 열부하를 반복적으로 인가하는 시험이 요구되며, 이를 위해 본 연구원에서는 KoHLT-1, 2의 시험시설을 운용하고 있다. 본 시설에서는 열부하원으로서 그라파이터 히터를 사용하며, 히터는 두 개의 시험 대상부품 사이에 설치되고, 히터에 고전류를 인가하여 복사열에 의해 시험 부품에 열부하를 가하게 된다. 고열부하 환경에서 열피로 시험을 위해 히터에 인가되는 전류를 시간에 따라 일정한 패턴으로 반복적으로 ON-OFF 하게 된다. 본 논문에서는 이러한 고열부하시험을 수행함에 있어 고려해야 할 여러 가지 요소에 대해 논의하였다. 우선 인가하는 열유속(heat flux) 값은 일차적으로 시험시설의 최대 출력에 의해 좌우되며, 시험대상물의 운전조건 및 열부하 반복횟수에 의해 결정된다. 열부하 반복횟수는 주어진 열유속 값에 대해 total strain이 파단에 이르는 수준에 의해 결정된다. 열부하를 인가하는 시간은 히터에 전류를 인가했을 때 요구되는 온도로 상승하는 데 걸리는 시간과 시험대상물의 온도가 더 이상 증가하지 않는데 걸리는 시간에 의해 좌우된다. 냉각시간은 길수록 시험대상물의 온도가 냉각수의 온도에 접근하게 되나 너무 길어지면 시험시간이 급격히 증가하게 되므로, 온도 감소 곡선을 검토하여 적절한 시간을 정하게 된다. 열유속 측정은 냉각수의 온도 상승값과 유량으로부터 계산하게 되며, 정확한 측정을 위해서는 열부하를 인가하는 시간이 충분히 길어야 한다. 또한 시험대상 부품에서 열부하가 인가되는 면적을 정확히 정의해야 하며, 냉각관로에 열부하가 인가되어서는 않된다. 또한 시험대상부품을 지지하는 지지구조체를 통한 열손실을 최소화해야 정확한 열유속을 측정할 수 있다. 시험대상부품을 설치할 때 히터와의 간격 또한 결정해야 할 중요한 요소이며, 간격이 좁을수록 최대 열유속 값을 증가시킬 수 있으나, 너무 가까운 경우 히터의 열변형에 의한 접촉 및 아크 방전의 가능성이 있으며, 이 경우 히터와 시험대상부품의 손상을 가져오게 된다. 시험대상물이 국제열핵융합로(ITER)의 일차벽과 같이 베릴륨이 포함되어 있는 경우 방전에 의한 손상은 인체에 유해한 오염의 원인이 될 수 있다. 또한 순간적인 방전은 고가의 고전류전원의 고장을 유발할 수도 있다. 열부하 시험 중 시험대상물의 온도를 정확히 측정하는 것은 필수적이며, 온도 변화 곡선으로부터 시험대상물의 건전성 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해 변화를 가장 잘 탐지 할 수 있는 위치에 온도 센서를 설치하는 것이 관건이며, 이는 사전 분석을 통해 알 수 있다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.10 no.3
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• pp.90-98
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• 2006

The Heated Tube Facility(HIF) was fabricated to identify the forced convective heat transfer and the cooling characteristic for the hydrocarbon fuel(Jet A-1), which is used for the coolant of the regenerative cooling system. The forced convective heat transfer coefficient was calculated from the measured coolant and tube surface temperature. In case of using the Jet A-1, the maximum heat flux which the coolant can absorb was identified by determining the critical wall temperature generating the burnout on the fixed flow condition. The inlet bulk-temperature of the coolant has a direct influence on the forced convective heat transfer characteristic.

• Fire Science and Engineering
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• v.21 no.4
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• pp.25-31
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• 2007

The combustion characteristics and combustion heat of sandwich panel cores were analysed using variable external irradiation level. The characteristics such as ignition time, critical heat flux, ignition temperature and surface temperature profile were measured. Fuel samples were exposed to incident heat fluxes from 15 to $50\;kW/m^2$. For the measurement of various combustion characteristics, the size of specimen was $100\;mm\;{\times}\;100\;mm\;{\times}\;50\;mm$ and the samples were 3 different kinds. As results, Type B showed the best characteristics in measurement of combustion heat and ignition temperature and Type C showd the best characteristics in critical heat flux and surface temperature profile than that of the other two. In conclusion, we knew that Type C had the best performance in fire safety from all data of this study.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.103-103
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• 2017

증발기의 형태에 따라 수치적 해석을 진행하면서 최적의 효율을 나타낼 수 있는 증발기를 설계하는 것이 중요하다. 증발기의 수치적 해석은 EES 프로그램을 이용하여 진행되었으며, 계산의 검증은 자사의 제품의 성능과 비교하면서 검증하였다. 증발기의 수치적 해석의 구성은 지배방정식과 연속방정식을 이용하여, 냉매의 총괄열전달계수, 관내외벽의 열전도율, 공기의 총괄열전달계수를 이용하여 총괄열전달계수를 계산하였으며, 총괄열전달계수를 이용하여 증발기의 열량을 계산하였다. 증발기의 수치적 해석과 자사 제품 5개의 제품과 비교하였고, 평균적으로 약 10%의 오차율을 보였다. 신뢰성이 확보된 계산식을 이용하여 Fin의 간격, 단위 질량유량, 열 교환 코일 길이, 풍량의 조건을 각각 변동시켜 증발기 열량 비교를 하며 경향성을 고찰하였다. Fin의 간격을 1mm에서 20mm으로 0.5mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 핀 간격이 좁으면 공기 유속이 빨라져 열 교환 효율이 낮아지며, 반대로 넓어지면 냉매 유량에 비해 공기 유량이 많기 때문에 열 교환 효율이 낮아진다. 열 교환 코일 길이를 500mm에서 2400mm으로 50mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 열 교환 코일 길이가 길어질수록 배관의 마찰력과 냉매의 온도 상승으로 인하여 공기 온도와의 온도 차이가 줄어들어 열 교환 효율은 낮아진다. 풍량을 20cmm에서 400cmm으로 10cmm 간격으로 변화 시켰을 경우, 일정 풍량 이상 올라가면 공기 유속이 빨라져서 열량이 낮아지는 경향을 보인다. 질량유량을 3g/sec에서 174g/sec으로 4.5g/sec 간격으로 변화 시켰을 경우, 질량 유량에 따라 비례적으로 열량이 높아지는 경향을 보이다가 일정 질량 유량 이상에서는 공기 풍량에 비해 냉매 유량이 많기 때문에 반비례적으로 열량이 낮아진다. 이처럼 증발기의 설계는 Fin 간격, 열 교환 코일 길이, 풍량, 질량유량 등을 복합적으로 고려하여 증발기 설계를 해야 하며, 저장고의 크기, 부하, 사용목적에 따라 최적화된 증발기를 설계하여야 한다.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.20 no.1
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• pp.29-37
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• 2022

We carried out a laboratory experiment about the thermo-fluidic characteristics of natural convection boundary layer over a vertical heated plate under constant heat flux condition. Particle image velocimetry has been applied to observe the surface convection velocity close to the vertical plate submerged in the water chamber with the condition of Ra = 7 × 10⁹ and Pr = 8.1. The velocity distributions indicate that the distinct stripe-like structures appears in the upstream (earlier transition region) and the distinct negative-positive and Λ(λ)-shaped flow structures in the downstream (mid-transition region). In addition, the temporal variation of spanwise and streamwise velocity is also presented.

• Fire Science and Engineering
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• v.17 no.1
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• pp.21-25
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• 2003

This experimental study shows the thermal characteristics of the fire fighter's waterproof clothing exposed to the radiation heat. From the test results, the surface temperature of the fire fighter's waterproof clothing exposed to the radiation with the passage of time sharply increased as the exposed-distance became closer. Also as the radiant heat flux increased, the surface temperature is higher and the time reaching steady state is sharply shorter. As the exposed-distance become more distant, the surface temperature of the fire fighter's waterproof clothing decreased and the difference of temperature between the front side and the back side of the clothing decreased as well. Besides, the radiant heat flux increased, the safety exposed-distance increased. Therefore it is necessary that fire fighter have to work keeping a fixed safe distance from the radiant heat source.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.5
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• pp.503-511
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• 2011

Water spray cooling is a significant technology for cooling of materials from high-temperature up to $900^{\circ}C$. The effects of cooling water temperature on spray cooling are mainly provided for hot steel plate cooling applications in this study. The heat flux measurements are introduced by a novel experimental technique that has a function of heat flux gauge in which test block assemblies are used to measure the heat flux distribution on the surface. The spray is produced by a fullcone nozzle and experiments are performed at fixed water impact density of G and fixed nozzle-totarget spacing. The results show that effects of water temperature on forced boiling heat transfer characteristics are presented for five different water temperatures between 5 to $45^{\circ}C$. The local heat flux curves and heat transfer coefficients are also provided to a benchmark data for the actual spray cooling of hot steel plate cooling applications.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.21 no.4
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• pp.437-442
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• 1997

An experimental study was carried out in a channel cavity with square heat surface by visual¬ization equipment with Mach - Zehnder interferometer and laser apparatus. The image processing system consists of one commercial image board slit into a personal computer and 2-dimensional sheet light by Argon-Ion Laser with cylindrical lens and flow picture recording system. Instant simultaneous velocity vectors at whole field were measured by 2-D PIV system which adopted two¬frame grey-level cross correlation algorithm. Heat source was uniform heat flux(o.4W/cm$^2$, , O.8W/cm$^2$, 1.2W/cm$^2$). Obtained result showed various flow patterns such as kinetic energy distribution. Severe unsteady flow fluctuation within the cavity are remarkable and sheared mixing layer phenomena are also found at the region where inlet flow is collided with the counter-clockwise rotating main primary vortex. Photographs of Mach ~ Zehnder are also compared in terms of constant heat flux.