• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제29권4호
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• pp.48-54
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• 2000

자성재료에 자기장을 걸어주변 가열되고 자기장을 제거하면 냉각되는 성질이 있는데, 이를 자기열량효과(magnetocaloric effect)라고 하며, 이것을 이용해서 저온을 생성시키는 방법을 자기냉동(magnetic refrigeration)이라고 한다. 큐리 온도(Curie temperature) 부근의 강자성체에 자 기장이 가해지면 전자례도내에서 쌍을 이루지 않은 전자들의 자기모벤트들이 자기장에 평행 하게 배열되는데, 이로 인해 열역학적 무질서의 척도인 엔트로피는 낮아지고 이러한 손실을 보상하기 위해 재료의 온도가 올라가게 된다.반대로 자기장이 제거되면 자기모벤트가 본래의 무질서한 상태로 돌아오며, 엔트로피가 증가하 고 재료의 온도는 떨어지게 되는 것이다. 역사적으로 보면 1881년에 Warburg가 큐리온도 부근의 철에서 자기열량효과를 처음 발견하였으며. 1926년과 1927년에 Debye와 Giauque가 각각 단열소자볍 (adiabatic demagnetization)을 제안함으로써 실용화되기 시작하여 주로 극저온을 얻는 방법으로 이용되어 왔다. 1950년도 이전의 연구는 절대온도 영도(OK)에 도달하고 자 하는 순수과학적인 노력으로서 개방사이클(open cycle)을 이용한 단열냉각 방식을 추구하 였으나, 1950년 이후부터는 공학적인 응용을 목적으로 밀폐사이클(closed cycle)을 형성하는 자기냉동기에 관한 연구가 진행되었다. 1976년에 Brown은 희토류(rare earth) 금속인 가돌리늄(Gd)을 사용하여 유체(물 80%와 에틸 알코올 20%)를 재생시킴으로써 상온에서 작동 하는 자기냉동기를 보고한 바 있다. 그는 7 T의 큰 자장을 이용하였으며, 고온부와 저온부의 온도는 각각 $46^{\circ}C와\;-1^{\circ}C로서\;47^{\circ}C$의 온도간격을 얻었다. 자기냉동에 있어서의 또 하나의 중요한 진전은 1978년과 1982년에 Steyert와 Barclay에 의해서 능동자기재생기(active magnetic r regenerator)의 개념이 소개되고 개발된 것으로, 이는 자성재료가 냉매로서 뿐만 아니라 열전달 유체의 재생기로도 사용되는 방식이다. 이상과 같은 자기냉동기술의 발달에 이어서 1997년에 미국의 Astronautics사(Wisconsin주 Madison시 소재)와 Ames 연구소(Iowa주 Ames 시 소재)의 공동연구팀이 발표한 두 가지의 새로운 진전으로 인해 공기조화 및 냉동분야에 적용할 수 있는 자기냉동기의 실용화 가능성이 한층 높아졌다. 이들의 연구결과는 (1) 자기냉동이 실온에서도 실현 가능한 기술이며 증기압 축식 냉동에 필적할 만하다는 것을 보인 것과 (2) 이미 알려져 있던 자기냉동재료보다 자기 열량효과가 훨씬 큰 새로운 재료를 발견한 것이다. 이로써 자기냉동에 대한 관심과 기대가 한결 커지고 있다. 본 원고에서는 자기냉동의 원리가 되는 자기열량효과와 이를 이용한 자기냉동의 방법 그리고 최근에 이루어진 새로운 진전에 대해 소개하고 공기조화 및 냉동분야에의 적용 가능성을 전망해 보고자 한다.

• 태양에너지
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• 제12권3호
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• pp.47-59
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• 1992

산업용 노의 폐열 회수를 위하여 노의 배기부에 설치되는 복사형 레큐페레이터 중에서 가장 대표적인 형태인 이중 원관식 레큐페레이터의 열전달 특성에 관하여 연구하였다. 내관에는 고온의 배기가스가 흐르고, 내관과 외관 사이의 환상공간에서는 공기가 흐르며 외관의 외벽면은 단열되어 있는 원관 식 레큐퍼레이터의 열전달특성을 규명하였다. 고온의 배기가스 폐열은 내관의 내벽으로 전달되고 이는 다시 환산 공간내의 공기로 전달된다. 배기가스의 복사 열전달은 구 조화 근사법을 사용하여 모델링한 후 이를 유동장과 연계하여 수치적으로 해석하였으며, 기존의 실험적연구와 일치하는 조건에서의 계산결과와 비교하였다. 또한, 내관의 동심축 상에 원동통형의 재복사기를 설치할 경우 내관에서 재복사 효과가 일어나는데 이에 따른 열전달 특성을 연구하여 레큐퍼레이터를 이론적으로 해석할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.665-672
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• 2016

본 연구는 상전이물질이 시멘트 모르타르의 수화특성 및 강도특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 실시되었다. 이를 위하여 바륨 및 스트론튬계 상전이물질을 사용하였으며, 상전이물질 혼입률 1~5%에 대한 실험을 수행하였으며, 시멘트 모르타르 작업성 평가, 간이단열온도상승 실험, 압축 및 휨 강도 평가를 실시하였다. 실험결과 상전이물질의 혼입은 시멘트 모르타르의 수화열 감소에 효과적인 것으로 나타났으며, 바륨 기반 PCM을 사용할 경우 흐름성능이 다소 감소하는 것으로 나타났다. 압축 휨 강도의 경우 상전이물질의 혼입률이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, PCM을 사용할 경우 혼입률에 따라 압축강도 발현추이의 변화가 발생하였다. 따라서 본 연구에서는 상전이물질이 혼입률에 따른 압축강도 추정식을 제시하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.59-71
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• 2014

An experimental study has been conducted to investigate the heat transfer characteristics of laminar syngas/air mixture with 10% hydrogen content impinging normally to a flat plate of cylinder. Effects of impinging distance, Reynolds number and equivalence ratio as major parameters on heat fluxes of stagnation point and radial direction were examined experimentally by the direct photos and data acquisitions from heat flux sensor. In this work, we could find the incurved flame behavior of line shaped inner top-flame in very closed distance between flat plate and burner exit, which has been not reported from general gas-fuels. There were 3 times of maximum and 2 times minimum heat flux of stagnation point with respect to the impinging distance for the investigation of Reynolds number and equivalence ratio effect. It was confirmed that the maximum heat flux of stagnation point in 1'st and 2'nd peaks increased with the increase of the Reynolds number due to the Nusselt number increment. There was a third maximum rise in the heat flux of stagnation point for larger separation distances and this phenomenon was different each for laminar and turbulent condition. The heat transfer characteristics between the stagnation and wall jet region in radial heat flux profiles was investigated by the averaged heat flux value. It has been observed that the values of averaged heat flux traced well with the characteristics of major parameters and the decreasing of averaged heat flux was coincided with the decreasing trend of adiabatic temperature in spite of the same flow condition, especially for impinging distance and equivalence ratio effects.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권7호
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• pp.2352-2358
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• 2012

A high-nitrogen energetic salt, 1-amino-1-hydrazino-2,2-dinitroethylene guanidine salt [G(AHDNE)], was synthesized by reacting of 1-amino-1-hydrazino-2,2-dinitroethylene (AHDNE) and guanidine hydrochloride in sodium hydroxide aqueous solution. The theoretical investigation on G(AHDNE) was carried out by B3LYP/$6-311+G^*$ method. The thermal behaviors of G(AHDNE) were studied with DSC and TG-DTG methods, and the result presents an intense exothermic decomposition process. The enthalpy, apparent activation energy and pre-exponential constant of the process are $-1060J\;g^{-1}$, $148.7kJ\;mol^{-1}$ and $10^{15.90}s^{-1}$, respectively. The critical temperature of thermal explosion of G(AHDNE) is $152.63^{\circ}C$. The specific heat capacity of G(AHDNE) was studied with micro-DSC method and theoretical calculation method, and the molar heat capacity is $314.69J\;mol^{-1}K^{-1}$ at 298.15 K. Adiabatic time-to-explosion of G(AHDNE) was calculated to be a certain value between 60-72 s. The detonation velocity and detonation pressure were also estimated. G(AHDNE) presents good performances.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권4호
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• pp.383-389
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• 2015

ALC 블록(0.6품) 성능 수준의 습식형 경량 기포콘크리트 배합설계 제시를 위하여 7배합의 섬유가 혼입된 기포콘크리트 배합실험을 수행하였다. 수화열에 의한 온도균열제어를 위해 결합재에 고로슬래그를 30% 치환하였으며, 기포콘크리트의 균열저항성을 높이기 위하여 PVA 및 PA섬유를 혼입하였다. 고로슬래그를 30% 치환한 결합재는 시멘트 100% 대비 최대 열발생률 및 콘크리트 내부 최고 온도를 각각 28% 및 9% 저감시킬 수 있었다. 실험결과 섬유가 혼입된 경량기포 콘크리트의 압축강도, 공극분포, 휨 강도를 고려하면 PVA 및 PA 섬유 $0.6kg/m^3$ 혼입이 추천될 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제25권4호
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• pp.35-41
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• 2007

In kinetic spraying process, the critical velocity is an important criterion which determines the deposition of a feedstock particle onto the substrate. In other studies, it was experimentally and numerically proven that the critical velocity is determined by the physical and mechanical properties and the state of materials such as initial temperature, size and the extent of oxidation. Compared to un-oxidized feedstock, oxidized feedstock required a greater kinetic energy of in-flight particle to break away oxide film during impact. The oxide film formed on the surface of particle and substrate is of a relatively higher brittleness and hardness than those of general metals. Because of its physical characteristics, the oxide significantly affected the deposition behavior and critical velocity. In this study, in order to investigate the effects of oxidation on the deposition behavior and critical velocity of feedstock, oxygen contents of Al feedstock were artificially controlled, individual particle impact tests were carried out and the velocities of in-flight Al feedstock was measured for a wide range of process gas conditions. As a result, as the oxygen contents of Al feedstock increased, the critical velocity increased.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.339-345
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• 2013

이 연구는 200000 $m^3$의 용량을 갖는 지하식 LNG 저장탱크의 지붕 콘크리트에 대한 요구성능 및 이에 따른 콘크리트의 최적배합비를 도출하고, 현장시공의 자료로 제안하기 위한 것이다. 지붕 콘크리트는 돔형 지붕의 경사기울기에 따라 굳지 않은 콘크리트의 시공성 및 충전성이 요구된다. 또한, 1.4~0.6 m의 지붕두께를 고려한 수화열 저감과 콘크리트 타설 후의 프리스트레싱 작업 및 air support의 제거공정에 따른 단계별 압축강도의 확보가 중요한 요구성능이다. 이러한 조건을 고려하여 지붕의 기울기가 $20^{\circ}$ 미만일 경우에는 슬럼프 $100{\pm}25$ mm, $20^{\circ}$ 이상일 경우에는 $150{\pm}25$ mm로 선정하였으며, 경시변화 60분을 만족해야 한다. 특히, 91일 재령의 설계기준강도 30 MPa, 프리스트레싱 작업시 7일 재령의 압축강도 10 MPa, air support 제거공정에서 21일 재령의 압축강도 14 MPa을 만족해야 한다. 석회석 미분말의 최적 치환율은 구속시험 결과에 따라 정하였으며, 주요 배합변수는 물-시멘트비, 잔골재율 및 고성능 AE감수제의 첨가율 등이다. 배합시험 결과, 저열 포틀랜드 시멘트 및 석회석 미분말을 사용한 지붕 콘크리트의 최적배합 조건은 석회석 미분말의 최적 치환율 25%(내할), 물-시멘트비 57.8%, 잔골재율 42.0%로 나타났으며, 공기량 및 슬럼프의 시험결과도 경시변화 60분까지 성능을 만족하였다. 또한, 단열온도 상승시험의 결과, 단열온도 상승양($Q{\infty}$)이 $26.3^{\circ}C$, 상승속도(${\gamma}$) 0.58로 선행탱크(TK-13,14)와 비교해 볼 때 매우 낮게 나타나 수화열 저감의 효과를 기대할 수 있다. 이러한 요구성능 및 최적배합 조건을 만족하는 설계기준강도 30 MPa(배합강도 36 MPa)의 지하식 LNG 저장탱크의 지붕 콘크리트용으로 제안하였다.

• 한국자기학회지
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• 제15권4호
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• pp.236-240
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• 2005

본 연구에서는 페로스카이트 구조를 갖고 있는 란타늄 망간산화물인 $La_{1-x}Pb_{x}MnO_{3}$(x=0.1, 0.2, 0.3) 합금에 대한 연구를 수행하였다. 무엇보다도 이들 재료는 다른 계열의 재료에 비해 낮은 자기열량효과를 보이나 제조하기 쉬운 산화물이라는 것과 가격이 매우 저렴하다는 장점을 갖고 있어 유용한 자기냉각소재로서 기대가 되어지고 있는 물질이다. $LaMnO_3$ 합금에서 La을 Pb로 치환할 때 치환량에 따른 자기적 특성과 자기열량효과를 측정하였다. 자기적인 특성을 측정하기 위하여 진동시료형 자력계(VSM) 를 이용하여 자기이력곡선과 자기모멘트의 온도의존성을 측정하였고 자기열량효과의 간접적인 측정방법인 자기엔트로피변화를 측정하기 위하여 큐리온도 근처에서 외부자기장의 변화에 따른 자기모멘트의 변화를 측정하였다. 자기열랑효과의 직접적인 측정방법인 단열온도변화를 측정하기 위하여 제작한 cryostat을 이용하여 큐리온도 근처에서 외부자기장의 변화에 따른 $LaPbMnO_3$ 합금의 단열온도변화를 측정하였다. 특히, 본 연구에서는 Pb 치환량이 증가함에 따라 쌍교환작용(double-exchange interaction)이 작게 변화하여 자기엔트로피 변화를 크게 함을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.476-483
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• 2001

초유동콘크리트는 유동성 증진 및 충전성 향상을 위해 단위분체량을 크게하기 때문에 콘크리트의 고강도화와 수화발열량을 증가시키는 문제점을 가지고 있다. 이에 본 연구는 초유동콘크리트의 강도조절과 수화열 저감을 위해 쇄석분을 이용하여 초유동콘크리트의 강도, 유동성, 내구성능 및 건조수축 특성을 검토하였다. 실험결과 쇄석분은 치환율 10% 증가시마다 무치환시의 압축강도를 약 10~15%씩 감소시키며, 변형계수와 물구속비를 감소시켜 초유동콘크리트의 유동성 향상에 효과적이다. 또한 초유동콘크리트에서 쇄석분 10%치환시 마다 단위시멘트량 감소에 따른 최고 단열온도상승량을 약 4$^{\circ}C$씩 감소시켰다. 반면 건조수축량은 10%치환시 마다 약 5%증가시켰다. 한편 초유동콘크리트의 내구성능은 단위분체량과 유동성향상에 따른 조직의 치밀화로 쇄석분 치환에 관계없이 상대동탄성계수 90%이상으로 우수하게 나타났다. 이와 같이 분체로서 쇄석분 사용은 치환량에 따른 초유동콘크리트의 강도조절이 가능하며 수화발열량을 저감시킬 수 있다. ^ x Super flowing concrete causes high strength and the increase of heat of hydration because of the big unit powder content of concrete to increase flowability and to improve compact of concrete. Therefore, this study investigates the characteristic properties of strength, flowability, durability and drying shrinkage to control strength and to reduce heat of hydration of super flowing concrete using crushed stone fines. According to the experimental results, when crushed stone fines are increased every 10%, 10~15% of compressive strength is decreased and flowability of super flowing concrete is effectively improved due to the decrease of modulus of deformation and confined water ratio. When crushed stone fines are replaced every 10%, 4$^{\circ}C$ of the highest adiabatic temperature rise is decreased by reducing the unit cement. However, 5% of drying shrinkage is increased in the same condition. In the meantime, durability of super flowing concrete is excellent, having over 90 % of good relative dynamic modulus of elasticity due to fineness of formation caused by the increase of the unit powder content and the improvement of flowability, without regard to the replacement of crushed stone fines. Therefore, it can be said that the usage of crushed stone fines can control the strength of super flowing concrete by replacement and reduce heat of hydration.