• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.382.1-382.1
• /
• 2016

비등 열전달 시스템은 각종 발전 시스템, 열교환기, 냉방 및 냉동 시스템과 같이 다양한 산업에서 이용되며 매우 중요시 되고 있다. 또한 비등 열전달 시스템에서의 임계 열유속은 열전달 시스템의 한계 및 안정성을 나타내는 중요한 인자이다. 따라서 비등 열전달 시스템의 성능을 높이기 위해 임계 열유속을 향상시키려는 연구 및 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 최근에는 작동유체를 나노유체로 사용할 경우 임계 열유속을 크게 향상 시킬 수 있다고 보고되었다. 하지만 작동유체를 나노유체로 사용할 경우 나노입자가 열전달 표면에 침착되는 현상을 유발하며 열전달 시스템의 성능을 감소시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 산화 처리된 그래핀 나노유체의 파울링 현상에 따른 열적 특성을 분석해 보았다. 그 결과 산화 처리된 그래핀 나노 파울링은 유속과 파울링을 위한 코팅시간이 증가할수록 산화 처리된 그래핀 나노유체의 임계 열유속이 크게 증가하고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 임계 열유속은 증가하나 비등 열전달 표면의 온도가 크게 증가하고 있음을 확인하였다. 그리고 열전달 계수는 유동이 없는 순수 물 비등 열전달 계수와 비교하여 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권7호
• /
• pp.625-638
• /
• 2014

본 연구에서는 천연가스 유량 측정에 사용되는 임계유동함수(CFF)를 AGA8-dc 상태방정식으로 계산할 때 CFF 계산값의 불확도를 평가하였다. CFF 계산에 사용되는 엔탈피, 엔트로피, 음속 식은 불확도 분석이 가능하도록 무차원 헬름홀츠 자유에너지(Helmholtz free energy, HFE)와 이의 편도함수로 표현하였고, HFE의 불확도를 추정하였다. 압축인자의 불확도에 의해 유발되는 종속 변수의 불확도를 반영하기 위해 AGA8-dc 압축인자 식을 해당 불확도만큼 편차가 생기는 형태로 변형하였고, 각 불확도 요인별로 불확도 기여도 평가 모델을 만들었으며, 이를 CFF 계산 프로그램에 적용하였다. 그 결과 CFF의 불확도는 압력 10, 50, 100 bar 에서 각각 0.025, 0.055, 0.112 % 정도로 평가 되었고 압력에 비례하여 증가하는 것을 확인하였다. 또한 본 결과를 기존 CFF 국제비교시험결과(1999년)에 적용한 결과 각 기관별 CFF 값의 차이를 적절히 설명하는 것도 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제27권6호
• /
• pp.918-931
• /
• 1995

임계열속을 예측하는 기존의 여러 방법중 임계열속 발생 역학구조에 근거한 이론적 접근 방법은 여러 유동형태(Flow pattern)별로 연구되고 있으며, 대표적으로 환상유동에서의 LFD(Liquid Film Dryout) 이론, 기포류에서의 BBLD(Bubble Boundary Layer Dryout) 흑은 LNID(Local Nucleation Initiated Dryout)이론 등이 제시되고 있다. 본 논문에서는 일반적으로 원자로 조건에 서 적용될 수 있는 LFD이론과 BBLD 이론에 대하여 대표적인 모델들을 소개하고 특성을 검토하였다. 특히 BBLD 이론중에서 기포군집 (Bubble coalescence) 모델과 층류막 드라이 아웃(Sublayer dryout) 모델에 대해서는 원형관에서의 임계열속 시험자료를 사용하여 각 모델의 예측 성능 및 특성을 평가하였다. 평가 결과, 기포군집 모형인 Weisman 모델의 예측성능이 가장 우수했으며 아울러 층류막 드라이아웃 모델인 Katto 모델과 Mudawwar 모델은 구성 인자중 기포군속도와 층류막 두께와의 관계가 보다 정확히 모형화되야 할 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제26권3호
• /
• pp.440-452
• /
• 1994

핵연료 다발의 설계는 핵연료 표면에서의 열속이 임계열속에 도달되지 않도록 이루어져야한다. 이를 위해서는 설계된 핵연료 다발에 대한 임계열속이 정화하고 신뢰성 있게 평가되는 것이 매우 중요하다. 그러나 현재 사용되고 있는 임계열속 상관식에 관한 쟁점 대상중의 하나는 원통튜브관에서 실험적으로 얻어진 임계열속 자료가 유효직경 형태의 변수와 적당한 보정인자를 사용하여 핵연료다발 부수로 분석에 사용되고 있다는 것인데, 이러한 방법은 임계열속 예측에 있어서 불확실도 요인으로 작용하고 있다. 유효직경은 유동단면적상의 국부적 유체 특성을 제대로 표현하지 못 할 뿐만 아니라 표면구배효과 등을 고려할 수 없다. 더구나 난류유동은 오목구배면에서 보다는 볼록구배면에서 더욱 두드러진다. 즉, 횡방향 볼록구배면이 오목구배면 보다 유동의 반경방향으로의 난류 형성에 영향이 훨씬 크게 나타나는데, 이는 정화한 핵연료 임계열속 평가에 있어서 볼록구배의 영향이 반드시 고려되어야 함을 암시하는 것이다. 본 논문에서는 횡방향 구배의 유동영향에 대하여 전반적으로 심도있게 고찰하고 임계열속에 대한 영향이 논의 되었으며, 이 영향을 정량화하기 위하여 고려되어야 할 유동 모델과 향후 연구 방향이 제시되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제23권7호
• /
• pp.911-917
• /
• 1999

The sonic nozzle is widely used as reference device for calibrating flowmeters In gas flow measurement and its use requires the Critical Flow Factor(CFF) based on the thermodynamic properties of the gas at the nozzle throat. ISO-9300 provides the calculating method of the factor. But since the CFF from this method show an error over ${\pm}0.5%$ In specific conditions and of ${\pm}0.1{\sim}{\pm}0.2%$ in common Natural Gas(NG) custody transfer condition. this method cannot be applied for gas flow measurement with sonic nozzle. Each research bodies or organizations of the world have joined in order to calculate the CFF more accurately. They have performed these works using their own method and compared the results with each other under the management of ISO. KOGAS have joined those works, because the high-pressure natural gas flow calibration facility of KOGAS will be constructed in late 1999, and then had necessities to calculate a CFF accurately. The calculation method of KOGAS was using the equation of state from AGA-8('94), high accuracy model of ideal gas properties and the solutions of thermodynamic equations. The evaluation results have had a very good consistency within ${\pm}0.05%$ in most NO custody transfer conditions compared to the speed of sound for methane and also shown that the CFF was within ${\pm}0.1%$ compared to the results of other works of the world.

• 태양에너지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.3-16
• /
• 1994

축열조에 대한 연구에서 유입되는 유입수와 초기 저장수와의 사이에 필연적으로 일어나는 혼합 현상을 최대로 억제함으로서 열성층을 형성시켜야 한다. 열성층을 지배하는 인자로는 각종 동적, 기하학적 인자 등이 있다. 동적 인자는 유입 유동율이며 기하학적 인자로는 유출입구 형상이다. 출구 온도를 이용하여 축열조 내의 열성층 정도를 파악할 수 있는 새로운 개념의 성층도를 제시하였고 동적 인자와 더불어 열성층에 영향을 미치는 여러 지배 물성치들을 차원 해석하여 적절한 무차원 형태로 단순화 시켜 얻어진 Peclet수, Richardson수와 성층도의 관계를 확립함으로써 가장 안정된 열성층을 얻을 수 있는 동적 임계 조건을 밝혔다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.76.1-76.1
• /
• 2011

석탄 가스화기 내에서 슬래그의 축적에 의한 막힘 현상 등으로 발생 가능한 조업중단을 예방하기 위해 탄의 종류에 따른 슬래그의 유동을 정확히 예측하는 것은 중요하다. 슬래그의 유동은 원료인 석탄의 회 성분 조성 그리고 가스화기 온도의 영향을 크게 받는다. 회가 용융된 형태인 슬래그의 융점 특성을 파악하여 슬래그 거동을 예측하기 위해서는 회를 조성하고 있는 주성분의 비율 뿐 아니라 소량의 성분들도 고려하여야 한다. 또한, 가스화기 조업 조건 중 수증기 분압이 슬래그 점도에 미치는 변화를 파악하여 공정 조건 확립 및 슬래그 계통 제어 로직에 반영 할 수 있다. 따라서, 대표적 열화학 평형계산 프로그램인 Factsage를 이용하여 슬래그 성분의 액상선 온도를 예측해보았다. 슬래그는 회 성분의 조성에 따라 결정 슬래그와 유리 슬래그로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 결정 슬래그로는 Alaska Usibelli 탄을, 유리 슬래그로는 Kideco 탄의 조성을 사용하여, 가스화기 조업 조건 중 수증기의 분압에 따라 석탄 슬래그의 형성 및 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성에 대한 상관관계를 예측해 보았다. 또한, 슬래그 유동에 영향을 줄 수 있는 요인으로써, 석탄의 품질을 결정하는 인자인 Base/Acid Ratio, Iron in Ash, Calcium in Ash, Silica-to-Alumina Ratio, Inron-to-Calcium Ratio를 달리 변화시켜가며 슬래그 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성을 예측하였다. 이 예측결과는 향후 실험 데이터와 비교하여, 슬래그 처리 부분의 모니터링에 기초 자료로 활용될 뿐 아니라, 슬래그점도 측정 시스템의 운전 파라미터를 도출하는데 이용 가능할 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.16-24
• /
• 2018

본 연구에서는 3D 프린팅 공법 적용을 위한 콘크리트 기초 레올로지 분석을 목적으로 실험을 수행하였다. 콘크리트 구성성분 중 유동특성에 큰 영향을 미치는 인자(W/B, binder Type, replacement ratio, super plasticizer dosage)의 변화에 의한 레올로지 특성(rheological properties)을 실험적으로 분석하였다. 실험은 페이스트와 모르타르 크게 두 가지 인자로 구분하여 수행하였다. 페이스트 실험에서는 W/B, binder type, replacement ratio, super plasticizer dosage를 주요 변수로 설정하여 레올로지를 분석했다. 모르타르 실험에서는 W/B와 sand ratio에 따른 레올로지 특성을 분석했다. 결과적으로 W/B가 증가될수록 viscosity가 감소하였으며, FA를 치환할 FA 비율이 증가됨과 함께 viscosity가 증가하였다. 유동성 증가를 위해서는 SF를 5%만 치환해도 shear stress를 감소시키며 viscosity는 약 83%까지 감소되었다. 모르타르 레올로지 평가를 통해 W/B 30~40% 구간에서 큰 폭의 변화가 일어나는 임계치 구간이 존재하는 것으로 분석됐다. 또한 동일 W/B 내에서는 sand 비가 50~60% 구간에서 shear stress가 두 배 이상 증가하는 임계 구간이 존재하는 것으로 분석됐다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권12호
• /
• pp.815-824
• /
• 2016

가압경수로에 장전되는 핵연료집합체는 연료 봉 다발과 지지격자 및 상하단 고정체로 구성되어 있다. 고온 고압의 냉각수는 원자로 하부로 유입되어 연료 봉 사이로 형성된 부수로를 따라 노심 상부로 흐른다. 경수로핵연료의 주요 열수력 성능인자는 정상운전시 압력강하 및 임계열속이며 사고시에는 급랭 시간이다. 한국원자력연구원에서는 경수로핵연료의 성능을 향상시키고 국산화를 위해 고성능 경수로핵연료, 이중냉각 핵연료 및 사고저항성 핵연료를 개발하였다. 경수로핵연료의 열수력 핵심기술을 개발하기 위해 압력강하 실험, 난류 유동혼합/열전달 실험, 임계열속 및 급랭 시험을 수행하였으며 전산유체역학 방법도 활용하였다. 더불어 사용후핵연료의 임시저장을 위한 건식저장 용기의 열유동에 대한 전산유체해석을 수행하였다. 한편, 경수로핵연료의 열수력 기반기술을 개발하고 실용화를 위해 대학 및 산업체와 협력연구도 진행하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.295-300
• /
• 2004

코일을 동맥류에 삽입하여 동맥류 내부 유동 정체를 유발하므로 동맥류를 치료 방법이 최근 많이 사용되고있다. 동맥류의 내부를 코일로 완전히 채우지 못하고 부분 폐색할 경우가 발생하며, 동맥류의 부분 폐색 위치에 따라 혈류 유동이 변하므로 이는 동맥류 내부의 혈전 형성에 영향을 미필 수 있다. 또한 동맥류가 발생한 모혈관의 형상에 따라 동맥류로 유입되는 유동 특성이 변하므로, 모혈관의 형상에 따라 효율적인 동맥류 폐색을 위한 코일의 위치가 변할 수 있다. 효율적인 동맥류 폐색을 위한 코일 위치를 제시하기 위하여 내경 동맥에서 발생한 측방 동맥류의 부분 폐색위치와 내경 동맥의 형상에 따른 동맥류 내부 유동장을 수치해석을 이용하여 해석하였다. 3차원 맥동 유동장은 혈액의 비뉴톤성 점성 특성을 고려하여 계산되었다. 또한 동맥류 폐색에 영향을 미치는 유체역학적 인자인 동맥류 유입 유량 및 벽전단응력을 계산하였다. 코일은 동맥류 목에 삽입하였을 경우에는 천정부에 삽입한 경우에 비해 동맥류 내부로 혈류의 유입을 감소되었다. 임계 벽전단응력 이하의 저 전단응력지역은 곡선형 모혈관에 비해 직선형 모혈관에서 컸으며, 원위부 목 폐색 모델에서 가장 크게 나타났다. 따라서 동맥류 원위부 목은 동맥류 내부로의 혈류 유입이 감소하고, 저 전단응력 지역을 크게하는 코일 위치이므로, 이 위치는 동맥류 색전술시 혈전의 형성으로 인한 동맥류 폐색에 적합한 위치로 예상된다.