직교류 핀-튜브 열교환기의 대류연절달에 대해 수치해석 연구가 수행되었다. 팬위치에 따른 열전달 성능변화를 조사하기 위하여 분사와 흡입형태로서 몇 가지 팬위치가 선택되었다. 열교환기의 튜브는 엇갈림 배열이며, 튜브의 온도와 유입공기의 온도는 각각 $50^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$이다. 해석결과로부터 3차원 유동구조가 검토되었으며, 팬의 다양한 설치 위치에 따른 대류 열전달계수와 열교환기 입출구 사이의 평균 온도차에 대한 분석을 통해 열교환기 성능을 논의되었다.
고속도로 터널 공사비의 가장 큰 비중을 차지하는 터널 단면 설계시, 주요 표준단면 결정요소의 일률적인 적용 및 기존 단면을 답습함에 따라 터널 천단부 등에 과대한 사공간이 발생하고 있으며, 기계환기 터널의 경우 제트팬 설치가 가능하도록 계획된 단면을 터널 전연장에 적용하고 있으나, 대부분의 구간은 제트팬 설치가 불필요한 구간이므로 이를 감안한 경제적인 단면 계획이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 터널 내공단면 결정요소에 대한 개선 사항 및 기계환기 터널 적용시 단면 이원화를 통한 고속도로 터널 단면 최적화 방안을 도출하였다. 결과적으로 굴착 단면 최적화에 따른 경제성 확보 및 $CO_2$ 절감 효과를 기대할 수 있으며, 설계시 이를 바탕으로, 터널의 환기, 방재조건 및 토공량 등 노선 특성을 고려한 최적의 단면 계획이 필요하다.
터널내에 설치되는 제트팬은 비상시에는 연기와 같은 유독가스를 제거하는데 사용되며 평상시에는 장대터널에 있어서 차량에 의해 발생한 오염공기를 제거하는 중요한 역할을 한다. 파량의 피스톤효과에 의해서 일부 제거되기는 하나 1km이상의 장대터널에서는 반드시 필요로 한다. 이러한 제트팬의 효율적인 환기 및 제연설계를 위하여 CFD해석과 더불어 모형실험을 실시함으로서 터널내에 소실되는 에너지를 정량화하고 그 원인 파악과 함께 효율적인 환기설계를 위한 연구이다.
일반적으로 터널 내 총환기저항계수는 입출구 손실계수, 벽면마찰계수 그리고 급격한 확대나 축소단면 등에 의해 발생하는 부차적 손실계수의 총합으로 구성된다. 개통 전 터널의 경우는 가동 중인 환기팬을 중단하게 되면, 터널 내 풍속은 총환기저항력에 의해 감소하는 현상이 나타난다. 즉, 속도감쇄법은 개통 전 터널에서 비교적 안정적이면서도 손쉽게 터널 내 벽면마찰계수를 추정하는 방법이다. 그러나 기존의 선행연구에서 환기팬의 가동을 중단 후 수렴되는 풍속이 음수일 경우는 속도감쇄법에 따른 벽면마찰계수의 추정이 곤란한 특성이 있다. 반면 교통환기력이 작용하는 공용 중인 터널에서는 좀더 복잡한 과정을 거치지만, 합리적인 벽면마찰계수를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 교통환기력의 측정변수를 최소화할 수 있는 방법을 제안하였고, 공용 중 터널에 적용할 수 있는 방법을 고찰하였다. 또한 환기팬 정지 후 터널 내 풍속이 감소하는 동안에 외부 자연풍의 급격한 변화가 발생하여도 교통환기력이 일정할 경우에 대하여, 교통환기력의 증분을 계산할 수 있는 방법과 터널 내 벽면마찰계수를 추정할 수 있도록 동적 시뮬레이션이 가능한 프로그램 로직을 개발하였다.
국내의 축사는 윈치커튼의 위치를 조절하여 줌으로써 내부의 기류를 교환하는 개방형 축사가 대부분을 차지하고 있다. 개방형 축사의 환기는 외기풍속의 영향에의해 내부 기류의 흐름이 형성되어 바람이 없는 고온기에는 내부의 기류혼합이 잘 되지 않기 때문에 고온으로 인한 내부의 환경이 열악하다. 따라서 자연환기 축사에 배기팬 또는 입기팬을 설치하는 조합형 환기 축사가 주를 이를 것으로 판단된다. (중략)
실제 환풍용 팬의 수치를 이용하여 환기용 부스의 형상에 대한 내부 유동의 변화 양상과 유동의 정상상태에 따른 해석결과 비교를 수행하였다. 벽면이 기울어진 형상이 직사각형 형상의 부스에 비해 나은 내부 흐름을 보여 환기용 부스에 더 적합한 형상임을 확인할 수 있었다. 비정상 유동과 정상 유동은 해석 결과에서 다소 차이를 보였으며, 이는 차후 실험을 통해 검증할 예정이다.
공기유동 제어기술의 개발을 위한 기초자료를 제공 할 목적으로 토마토 재배 온실의 냉난방과 환기 및 공기유동 관련 실태를 조사하고, 온실유형과 난방방식별 온습도 분포를 실측하여 균일도를 분석하였다. 충남 부여 세도지역의 토마토 재배 온실 136농가를 대상으로 조사한 결과 대부분을 차지하는 단동 플라스틱 온실의 천창 설치 비율이 낮고 환기팬과 유동팬 설치비율도 매우 낮을 뿐만 아니라 설치제원도 편차가 매우 큰 것으로 나타났다. 아치형 단동 플라스틱온실의 천창 환기 구조의 개발보급과 연동곡부의 천창도 지붕상부로 이동시킬 필요가 있으며, 개별 천창구조 및 환기팬과 유동팬에 대한 설치 가이드라인의 제정이 요구된다. 냉방설비를 설치한 농가는 하나도 없었으며 난방방식의 대부분을 차지하는 온풍난방에서 덕트의 설치제원 역시 편차가 큰 것으로 나타났고, 온풍덕트의 배기풍속 및 배기온도 또한 거리에 따른 편차가 매우 큰 것으로 관측되었다. 수출경쟁력 화보를 위한 고품질의 생산물을 연중 안정적으로 생산하기 위해서는 온실냉방기술의 보급이 절실하며 난방방식이나 덕트설치 방식의 개선이 필요한 것으로 판단된다. 온실내 온습도 분포가 균일한지 여부를 판단하는 지표로 사용되고 있는 최대 편차와 실제 균등한 정도를 나타낼 수 있는 균일도와의 관계를 분석해 본 결과 높은 상관관계를 보였으나 주간에는 직선식으로 야간에는 2차 곡선식으로 다르게 표현되었다. 온습도 분포의 균일한 정도를 판정할 수 있는 객관적인 기준이 마련된다면 최대편차 대신 균일도를 지표로 사용하는 것이 더 합리적일 것으로 판단된다. 온실유형과 난방방식에 따라 온 습도분포의 균일도가 상당히 다른 것을 확인할 수 있었으며 야간에는 온수난방의 경우 이랑배관으로, 온풍난방의 경우 온풍덕트의 적절한 배치를 통하여, 주간에는 환기와 공기유동을 통하여 균일도를 개선할 수 있을 것으로 판단되었다.
경기도 수원의 농업과학기술원 시험포장내 비닐하우스에서 오이에 발생하는 병을 조사한 결과 잘록병, 노균병, 흰가루병, 덩굴쪼김병이 발생하였으며, 그 중 오이 노균병이 가장 심하게 발생하였고 피해도 매우 큰 것으로 나타났다. 오이 노균병을 효과적으로 방제하기 위하여 환기팬 설치 효과 및 방제적기 구명을 위한 연구를 수행하였다. 오이노균병 방제를 위하여 비닐하우스의 전면과 후면에 2개의 환기팬을 설치한 다음 하우스 내의 공중습도와 노균병 발생을 조사한 결과, 환기팬무설치하우스에 비해 공중습도가 6.4% 가량 낮아졌으며 노균병 발생을 현저히 억제하는 것으로 나타났다. 환기팬을 설치한 실험구는 환기팬을 설치하지 않고 약제를 3회 처리한 것과 대등한 효과를 보였다. 한편 노균병의 방제적기를 구명하기 위하여 발병 3 일전, 발병직후 및 발병 2일 후부터 각각 3회 디메쏘모르프 염기성염화동수화제를 7일 간격으로 3회 처리한 결과, 발병 3일전부터 예방위주로 약제를 처리하였을 때에는 72.9%의 방제효과를 나타냈으나, 발병직후부터 처리하였을 때에는 61.8%, 발병 2일 후부터 처리하였을 때에는 23.7%의 방제효과를 보여 노균병을 효과적으로 방제하기 위하여는 예방위주의 방제가 필요한 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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