• 제목/요약/키워드: 증기온도

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물의 과열증기 모델링에 대한 신경회로망과 스플라인 보간법 비교 (Comparison of the neural networks with spline interpolation in modelling superheated water)

  • 이태환;박진현;김봉환
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.685-690
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    • 2008
  • 수치해석적으로 열교환기의 열성능 평가를 하기 위하여는 온도, 압력, 비체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 열역학적 성질들의 수치값을 필요로 한다. 그러나 열역학적 성질들 사이의 관계를 나타내는 증기표나 선도를 수치 해석에 직접적으로 이용할 수는 없기 때문에 모델링하여야 한다. 본 연구에서는 2차 스플라인 보간법과 비교함으로써, 물의 과열증기 모델링에 신경회로망의 적용 가능성을 검토하였다. 신경회로망은 온도와 압력 2개의 노드로 구성된 입력층, 각각 15개와 25개의 노드로 구성된 2개의 은닉층, 비체적, 엔탈피, 엔트로피 등 3개의 노드로 구성된 출력층으로 이루어 진다. 스플라인 보간법에는 2차 다항식을 사용하였다. 소구간으로 구성된 스플라인 보간법과 비교하여 신경회로망은 훨씬 더 많은 데이터에 대하여 작은 백분율 오차를 보여 주었으며, 이 결과로부터 신경회로망이 과열증기의 열역학적 성질들을 모델링하는데 아주 강력한 방법이 될 수 있음을 확인하였다.

과냉수에서의 증기응축제트에 대한 해석적 연구 (An Analytical Study on the Condensation of Submerged Vapor Jets in Subcooled Liquids)

  • 김기웅;이계복;김환열
    • 에너지공학
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    • 제8권2호
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    • pp.333-340
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    • 1999
  • 과냉수에서의 난류 증기응축 제트에 대한 수치해석 연구가 수행되었다. 증기와 과냉수 사이에 국부 균질유동을 가정하고 난류 특성은 난류 확산화염에서 사용되는 $textsc{k}$-$\varepsilon$-g 모델을 사용하여 증기응축 유동 현상에 대한 물리적 모델을 제안하였다. 즉, 난류는 난류 운동 에너지와 운동 에너지 소멸률로 모사되고 증기와 과냉수의 혼합률비에 대한 평균값과 변동량에 대한 미분 방정식을 추가하여 직접 풀고 혼합률비에 확률분포 함수를 적용하여 열역학 변수의 평균값을 구한다. 증기 질량 유속, 과냉수 온도와 노즐 직경을 변화시키며 증기응축제트의 특성을 해석하였다. 본 해석에 사용된 모델을 평가하기 위해 기존의 실험 데이터를 사용해서 수치해석 결과와 실험치를 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

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LNG 냉열을 이용한 복합발전 플랜트의 성능향상에 관한 연구(I) - 복합화력 발전플랜트의 설계점 및 탈설계점 모델링 - (A Design Study for Improving Thermal Efficiency of Combined Cycle Power Plants using LNG Cold Energy - Design and Off-design Modelling of Gas-turbine Based Combined Cycle -)

  • 오세기;김병일
    • 에너지공학
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    • 제8권1호
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    • pp.159-165
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    • 1999
  • 복합화력 발전플랜트의 운전에서 특히 하절기의 첨두부하시에 외기온도의 상승으로 인한 가스터빈의 출력 감소를 해결하기 위한 방법으로 LNG 연료가 보유하고 있는 냉열을 이용하여 압축기로 유입되는 공기 온도를 감소시키는 냉각시스템의 개념을 개발하고자 복합화력 발전플랜트에 대한 설계점 및 외기온도 변화에 대한 탈설계점 모델링 연구를 수행하였다. 대상 프랜트는 940 MW 서인천 복합 발전플랜트 모듈의 단위 블록을 선택하였으며 발전플랜트 전용 해석코드인 GateCycle을 이용하여 가스터빈과 증기사이클의 주요 기기 들에 대한 모델을 개발하였다. 개발된 모델의 결과를 대상플랜트의 시운전결과와 비교하여 모델의 적정성을 검증하였다. 출력, 효율, 온도 및 유량 등 주요 설계인자들이 최대 ~1.3%의 상대오차 범위 안에서 만족할 만한 신뢰도를 갖는 것을 확인하였다. 탈설계점 성능해석은 본 논문과 관련한 연구의 주목적인 LNG 냉열에 의한 유입공기 냉각시스템 설계시의 경계변수인 외기온도 증가에 대한 각 사이클의 특성변화를 대상으로 하였다. 종합적으로 외기온도가 증가하면 압축기로 유입되는 공기의 양과 이에 대응하는 소요 연료량이 동시에 감소하므로 연소에 따른 가스터빈의 팽창비가 감소한다. 이로 인하여 외기온도 증가시에 가스터빈 출력감소율은 0.5%/$^{\circ}C$로서 배기가스를 이용하는 증기사이클의 출력감소율 0.2%/$^{\circ}C$에 비해 민감하므로 가스터빈 유입공기의 냉각시스템의 설계는 복합화력발전 플랜트의 효율 향상에 크게 기여할 것으로 예상된다.

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칼리나 사이클의 발전효율에 영향을 미치는 요소에 관한 이론적 해석 (Theoretical Analysis on the Factors Affecting the Power Efficiency of the Kalina Cycle)

  • 이기우;전원표;신현승;박병덕
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.5425-5433
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    • 2014
  • 본 연구에서는 발전용량이 20kW인 폐열회수용 칼리나 발전시스템의 설계 자료를 확보하기 위하여 EES프로그램을 사용하여 해석하였으며, 암모니아농도, 증기압력, 열원온도 및 냉각수온도가 발전효율에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과에서, 암모니아 농도는 낮을수록, 증기압력은 높을수록 발전효율은 증가하였다. 하지만 암모니아 농도가 너무 낮으면 발전효율이 감소하는 영역이 있었다. 터빈입구의 증기압력이 높아지면 발전효율도 높아지며, 암모니아 농도가 높을수록 증기압력의 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 최대의 발전효율을 얻기 위한 암모니아 농도, 증기압력, 열원온도 및 냉각수온도 조건이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 20kW의 발전시스템에서는 증기압력은 25bar, 열원온도는 $160^{\circ}C$, 냉각수온도가 $10^{\circ}C$일때 암모니아 농도가 0.4에서 발전효율은 최고로 15%까지 가능하였다.

열처리 및 증기처리 라디에타 파인 유령목의 잔류수지율 및 재색변화 (Effect of Heating and Steaming Treatments on Residual Resin Content and Color Change of Radiata Pine Juvenile Wood)

  • 김수원;강호양
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제33권4호통권132호
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    • pp.30-37
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    • 2005
  • 라디에타 파인 유령목의 수지를 제거하고 재색을 변화시킬 수 있는 열처리와 증기처리 방법의 적정 조건을 찾기 위해 본 연구를 수행하였다. 공시판재는 두께 20 mm와 30 mm를 사용하였다. 열처리는 $150^{\circ}C$$220^{\circ}C$에서 2, 4, 6시간, 증기처리는 $100^{\circ}C$에서 6, 24, 48시간 실시하였다. 잔류수지는 알콜-벤젠 용액으로 추출하였으며 휴대용 분광 색차계를 사용하여 재색을 측정하였다. 두께 20 mm 판재는 $150^{\circ}C$ 이상에서 2시간 열처리 또는 6시간 증기처리로, 두께 30 mm는 48시간 증기처리로 좋은 수지제거효과를 얻었다. 두께 30 mm 판재의 수지제거에는 처리시간이 가장 영향이 컸다. 판재 두께에 상관없이 백색도는 증기처리가 가장 높았으며 처리온도가 증가할수록, 처리시간이 길어질수록 감소하였는데 후자보다 전자에 더 영향을 받는다고 할 수 있다. 온도 $220^{\circ}C$에서 4시간 이상 열처리하더라도 백색도는 더 이상 변화하지 않았다. 온도 $220^{\circ}C$의 4시간과 6시간 열처리재는 재색이 분명하게 변하였으나 온도 $150^{\circ}C$의 열처리재는 12시간에서만 약하게 변하였다. 따라서 $150^{\circ}C$ 열처리로는 색상변화를 기대하기 어려울 것으로 생각된다. 열처리를 통해 표층뿐만 아니라 내층까지도 표층과 동일한 색상으로 변화시킬 수 있음이 증명되었다.

석탄화력발전소의 재열저감수 저감방안 (Reduction of the Reheater Spray for Coal Fired Thermal Power Plant)

  • 김형덕;고철균;문승재
    • 플랜트 저널
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    • 제9권2호
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    • pp.46-50
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    • 2013
  • 최근 발전회사들은 연료비 절감 방안으로 석탄화력발전소의 연료로 저열량탄 사용을 확대하고 있다. 하지만, 저열량탄 사용으로 비용절감이라는 장점을 가져오는 반면, 발열량이 낮은 탄종 연소 시 터빈에 공급되는 증기온도보다 높은 온도의 연소가스량 증가로 인한 대류열전달이 증가되어 재열기 온도 상승을 초래하게 되었다. 재열기 온도 상승은 재열기 튜브 피로증가와 발전소 효율 저하요인인 재열저감수 사용의 결과를 가져오게 된다. 따라서 재열기 출구온도와 관계된 운전변수들을 분석하여 재열기 출구온도를 적정하게 유지하여 재열저감수 사용량을 절감할 수 있는 방안에 관하여 논하였다.

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단일 온도대역 수평 Bridgman(1-T HB) 법에 의한 GaAs 단결정 성장시 As 원소의 초과 유입량 계산 (Calculation of the amount of excess As charge for the GaAs single crystal growting with the horizontal Bridgman method of single temperature zone(1-T HB))

  • 오명환;주승기
    • 한국결정학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.64-72
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    • 1996
  • 증기압 제어를 위한 저온부를 없애고, 고온부의 단일 온도영역만으로 GaAs 단결정을 성장 시키는 단일 온도대역 수평 Bridgman(1-T HB: single temperature zone horizontal Bridgman)방식에서는 증기압에 상응할만한 반응관 내부의 압력을 As 초과 유입량의 기화에 의하여 유지해야 하므로 그 양을 정밀하게 결정해 주어야 한다. 이것을 위하여, 우선적으로 Ga-As 계에서의 열화학적 특성을 규명하였고, 이에 근거하여 단일 온도대역 수평 Bridgman 법으로 결정성장할 때의 As 초과 유입량을 GaAs 장입량, 반응관 칫수, 온도구배 등에 의한 일반해로 유도하였다. 따라서 단일 온도대역 수평 Bridgman 법에 의한 GaAs 단결정 성장의 이론적 근거를 마련하였다.

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증기양생 조건에 따른 터널 PC 패널의 물리적 특성에 관한 연구 (The study on mechanical properties of PC panel with steam curing condition)

  • 마상준;장필성;신진용;남관우
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.17-24
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    • 2008
  • 국내에서 대부분 시공되어지고 있는 현장타설 콘크리트 라이닝은 여러 가지가 문제점을 나타내고 있다. 그 중에 특히 라이닝의 균열 발생은 사회적 및 경제적인 문제로까지 제기되고 있으며 라이닝의 미관뿐만 아니라 안정성에도 영향을 미치게 되므로 막대한 보수보강 공사비의 지출을 유발해 국가 예산을 소모시키고 있다. 국내 콘크리트 2차 제품 생산업체의 생산기술은 아직 선진국 수준에 미치지 못하며, 고품질 제품 생산에 있어 가장 중요한 증기양생 방법 또한 규정되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 터널용 PC 패널의 증기양생조건 중 전양생시간, 온도상승구배를 달리하여 물리적 특성을 검토하였다. 시험결과, 고강도 PC패널의 전양생시간은 최소 1시간 이상이 바람직하였으며 온도상승구배는 최대 $20^{\circ}C$가 물리 역학적으로 가장 우수한 성능을 나타내었다.

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기체방전 레이저의 효율에 관한 연구 -금속증기레이저의 한계효율- (Comparative Study on the Efficiency of the Gas Discharge Lasers - Limiting Efficiency of Metal Vapor Lasers -)

  • 이재경
    • 한국광학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.47-56
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    • 1993
  • 증기상태의 원자 Au, Ba, Cu, Fe, Mn, Pb, Tl을 모기체로 하는 펄스형 기체방전레이저에 관하여 30ns의 rise time, 펄스반복율 5kHz 방전에 대한 최적동작조건 및 최대효율이 각각 계산되었다. 최적작동온도는 각 원자의 증기압이 대략 1 Torr가 되는 온도이며, 실험에서 보고된 온도범위와 좋은 일치를 보여 주었다. 효율을 최대로 하는 충전전압은 특히 효율이 낮은 Tl을 제외하고는 대락 4kV 정도의 값에서 얻어졌다. 각 레이저의 실질적인 한계효율로서 검토될 수 있는 최대효율은 보고된 실험값 보다 상당히 높은 값으로 계산되었다. 특히, Ba 레이저와 Mn 레이저의 효율은 각각 6.8%, 15%로서 구리증기레이저의 효율 8.5%와 비교할 만한 값이며 실험적으로 보다 높은 효율이 얻어질 수 있음을 예측할 수 있다. 반면에, Tl레이저는 대단히 낮은 효율 0.058%와 예외적인 동작조건을 보여주었다.

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EPP 비드폼의 특성에 관한 연구 (Study on Properties of EPP Bead Foam)

  • 정동원;이응기;박철범
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권9호
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    • pp.991-997
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    • 2011
  • 본 논문은 EPP 비드폼에 대한 증기실 조형공정의 기본 원리들과 과정들에 대해 다루고 있습니다. 증기실 조형은 EPP 기술을 위한 필수적인 공정입니다. 그러나 증기실 조형의 공정조건에 대해 연구가 거의 이루어져 있지 않습니다. EPP 폼의 특징들은 에너지흡수, 다양한 충격보호, 가벼운 무게, 구조상의 견고성과 내구성 등이다. 본 연구에서는 증기실 조형에서 증기압을 변화시켜 EPP 폼 제작을 위한 최적조건을 찾고자 노력하였으며, 무엇보다 증기조형 제품의 수축을 방지하기 위하여 EPP 폼 조형후 노내 가열을 수행하였다. 다른 노내 가열 온도들에서 시간에 따라 무게가 바뀌는 것을 관찰함으로써 폼수축의 메커니즘을 확인하는 것이 가능하였다. 인장시험과 SEM 해석을 수행하여 이들 실험결과들을 뒷받침할 수 있었고, 다른 증기압들에서 조형된 제품들에 대해 치수안정성을 조사하였다.