본 연구는 공기절연 전력설비를 위한 교류전로파괴전압($\textrm{V}_{Brms}$)-온도 (T)특성을 연구할 목적으로 교류 고전압 인가시 온도변화(30[$^{\circ}C$]-[$180^{\circ}C$])에 따른 유동공기의 전로파괴특성을 기체방전이론과 유체역학 이론을 적용하여 연구하였다. 그리고 본 실험에서의 전극계는 내부직경이 5[cm]인 직원통간에 침대침전극을 배치하였다. 본 연구에서 얻은 중요한 결론은 다음과 같다. $\textrm{V}_{Brms}$)은 유속(U)이 증가함에 따라 상승하였다. $\textrm{V}_{Brms}$는 高溫에서 포화하였다. 高溫(T : [$180^{\circ}C$])에서는 低溫(T : 30[$^{\circ}C$])보다 $\textrm{V}_{Brms}$가 4.7[kV]가 낮게 나타났다. $\textrm{V}_{Brms}$는 $\textrm{V}_{Brms}=A\times{Log[Re]}+B}$의 식으로 나타낼 수 있었다. 여기서 A, B는 상수이다.
본 연구에서는 10개의 배터리로 구성된 모듈에 대한 열관리 전산모사를 수행하였다. 배터리의 구조를 단순화 하였고, 전기저항 등가식을 이용한 열전도 이론을 사용하였다. 2.6 mm의 좁은 배터리 사이의 간격에 대한 격자의 신뢰도 검증 실험을 진행하였고, 그 결과 배터리 사이에 최소 3개 이상 나누어진 격자의 형태가 필요하였다. 크게 모듈의 후면에서 공기가 유입되는 형태, 모듈의 상부에서 공기가 유입되는 형태 그리고 모듈의 하부에 공기가 유입되는 형태로 나누어 팬과 공기흡입구의 위치에 따른 모듈의 효과적인 냉각방법을 모색하였다. 배터리의 성능에 영향을 미치는 모듈의 최고온도와 배터리간의 온도 차이를 비교하였고, 공기의 유속을 비교하여 유체의 거동을 확인하였다. 모듈의 하부에서 공기가 유입되는 경우, $40.27^{\circ}C$로 가장 낮은 최고온도를 보였고, 모듈의 상부에서 공기가 유입되는 경우에 $0.73^{\circ}C$로 가장 적은 온도편차를 보였다.
The deformation and departure processes of a bubble attached to the wall are studied experimentally and numerically to understand the phenomena of the nucleate boiling heat transfer enhancement under DC electric field. An air-bubble is injected in a dielectric liquid with different electric fields generated by changing three types of electrode system (Type 1,2 and 3) in the bubble generator. Experimental variables are the electric field strength and the distance and the shape of the electrodes under DC electric field. From experimental results, it is observed that the bubble under Dc electric field is elongated in the same direction as the electric field and the contact angle increases. For the parallel plate electrode which generates a uniform electric field, bubble departure volume doesn't seem to decrease within our experimental range. However, when a needle is raised a few millimeters from the lower electrode to make a nonuniform electric field around the needle, bubble departure volume decreases continuously with the increase of an applied voltage. The reduction effect of bubble departure volume is the most effective under a strong nonuniform electric field generated with Type 3. As the nonuniformity of the electric field due to the shape of a electrode increases, the terminal velocity and the acceleration of a bubble increase largely. For the comparison with visualization results, the deformation of a bubble attached to the electrode is carried out by a numerical method. Numerical results show good agreement qualitatively with experimental results.
리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 안정적인 충전/방전 특성을 내재하고 있어 하이드리드 및 전기자동차에 보편적으로 사용된다. 리튬 이온 배터리의 효율은 배터리 자체의 온도 특성에 직접적인 영향을 받으므로, 열을 효율적으로 냉각하는 기술이 요구된다. 본 논문에서는 수냉식 배터리 냉각 시스템의 냉각 성능과 펌프 소모동력에 관한 전산유체해석을 수행하였다. 이를 위해 배터리 셀의 냉각수 유량 및 냉각 채널의 특성에 따른 냉각 성능을 수치적으로 예측하였다. 이를 바탕으로 250개 배터리 셀을 기준으로 유량 및 차압에 의한 소모동력을 계산하였다. 이러한 연구는 차세대 하이브리드 및 전기자동차의 시간에 따른 배터리의 온도 변화 및 충/방전 효율 최적화 기술에 적용할 수 있는 기초 연구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.
Electro-Rheological(ER) fluids undergo a phase-change when subjected to an external electic field, and this phase-change typically manifests itself as a many-order-of-magnitude change in the rheological behavior. This phenomenon permits the global stiffness and energy- dissipation properties of the beam structures to be tuned in order to synthesize the desired vibration characteristics. This paper reports on a proof-of-concept experimental investigation focussed on evaluation the vibration properties of hollow cantilevered beams filled with an ER fluid. and consequently deriving an empirical model for predicting field-dependent vibration characteristics. A hydrous-based ER fluid consisting of corn starch and silicone oil is employed. The beams are considered to be uniform viscoelastic materials and modelled as a viscously-damped harmonic oscillator. Natural frequency, damping ratio and elastic modulus are evaluated with respect to the electric field and compared among three different beams: two types of different volume fraction of ER fluid and one type of different particle concentration of ER fluid by weight. Transient and forced vibration responses are examined in time domain to demonstrate the validity of the proposed empirical model and to evaluate the feasibility of using the ERfluid as an actuator in a closed-loop control system.
This paper presents vibration control performance of a passenger vehicle installed with the mixed-mode type ER engine mounts. The performance is evaluated via hardware-in-the-loop-simulation(HILS) method. As a first step, a dynamic model of a vehicle featuring the ER engine mounts is formulated by taking into account the engine excitation forces. A new type of the fuzzy skyhook controller is then established in order to control both engine and body vibrations. This is accomplished by adopting a weighting parameter between two performance criteria which is to be determined from the fuzzy algorithm. Vertical displacement and acceleration of the engine mount obtained from the HILS method are provided in the frequency domain. In addition, vibration control performance between the conventional hydraulic engine mount and the proposed engine mount is compared in the time and frequency domains.
본 연구의 목적은 수직 연료봉 집합체에서 물-공기 2상 유동일 경우 공기분포현상에 관한 실험적 데이타를 얻는데 있다. test-section은 6각형, 61개의 연료봉 집합체로 구성되며, 각 연료봉은 helical spacers로 감겨져 있고, 사용되는 유체는 공기와 물이다. 실험은 크게 2부분으로 나누어서 물의 유량을 일정하게 하고 공기의 유량을 증가시킬 경우와 물자 공기의 유량을 동시에 증가시킬 경우의 공기분포현상에 관해 실시하였다. 공기는 4구멍을 통해 각각 주입시켰다. 보이드율의 측정은 전기적 Void-needle 방법을 적용하였으며 그 결과는 도표를 통해 보여주고 있다. 이 실험의 결과로써 물의 유랑을 증가시킬 수록 공기분포는 균일하게 되며, 공기 공급 위치는 공기분포에 큰 영향을 미치고 있음이 입증되었다.
In this study, we analyze the flow characteristics according to the internal shape of a 700bar hydrogen charging gun for hydrogen electric vehicles. When charging hydrogen, it receives a high-pressure charging pressure. At this time, we analyze the flow characteristics according to the shape of the nozzle and find the shape of the nozzle that minimizes energy loss. Ultimately, the optimal design of the nozzle was obtained by comparing the pressure difference between the inlet pressure and outlet pressure under a fixed mass flow condition.
Pyroprocessing에 의한 사용후핵 연료 처 리 과정에서 핵 연료 물질은 전해정련장치, 전해환원장치, 전해제련장치의 전해조에서 전극표면에서의 전기화학반응과 전해질의 교반을 통해서 회수된다. 따라서 이 장치들은 장차 pyroprocessing의 실용화를 위하여 규모 확대가 필요하다. 본 연구에서는 교반을 수반하는 전해반응 장치를 대규모 장치로 확대코자 할 때 합리적으로 적용할 수 있는 장치규모 확대 기법을 고찰해 보았다. 장치 규모 확대에 있어 장치크기와 전극 표면적의 크기는 기하학적 유사성이 기본적으로 적용되어야 한다. 그밖에 전해질의 유동특성을 좌우하는 기준 가운데 전해질의 단위체적당 에너지 투입량이 동일하다는 기준을 채택할 경우 시행착오법 에 의한 계산절차를 도출해내었으며, 이 계산법은 전해조에서의 적절한 교반속도를 구할 수 있게 해 준다. 또 임의의 소규모 전해반응 시스템에 대하여 단위체적당 에너지 투입량이 동일하다는 기준과 교반기 날개끝 속도가 동일하다는 기준을 적용할 경우 전해조의 규모 확대에 관한 일례를 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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