In this study, the thermal characteristics of cold and hot water mattress units equipped with thermoelectric modules were investigated via numerical analyses. Cold and hot water mattress products that are currently in existence use manual methods requiring refrigerants to be added to the hot water boiler. However, the cold and hot water mattress units using thermoelectric modules can provide improved efficiency via energy savings and actively resolving environmental pollution problems. To determine the efficiency of the thermoelectric module, the mattress was modeled and its efficiency was analyzed for the cooling and heating processes using two 100-W-class and one 200-W-class thermoelectric modules, respectively. From the results of this study, it was confirmed that when two 100-W-class modules were used, the application area was larger than when a single 200-W-class module was used, with uniform temperature distribution and improved performance compared to existing products in terms of electrical energy.
본 논문에서는 소형 전자기기와 같은 발열부 온도 제어를 위해 압전 소자와 열전 소자를 이용하여 국소부 냉각 성능을 실험적으로 조사해 보았다. 실험은 열전 소자를 이용하여 실험 영역내에 냉각부를 형성하고, 압전 소자에 80Hz와 110Hz 의 인가주파수를 각각 적용하여, 압전 소자를 작동시켰을 때와 작동시키지 않았을 때 열전 소자에 의해 형성된 시험부의 냉각 영역에서 온도 분포를 측정하였다. 또한, 냉각 영역의 온도측정 결과를 토대로 압전 소자를 적용하였을 때와 적용하지 않았을 때 냉각 영역의 성능 계수를 계산하고, 가시화 장치를 구성한 후 시험부내에 냉각 영역의 열유동 현상도 확인해 보았다. 실험결과, 온도분포 측정 실험 결과와 성능 계수 계산 결과로 부터 압전 소자를 작동하지 않은 경우보다 압전 소자를 작동한 경우에서 냉각 성능이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.. 또한, 가시화 결과를 토대로 열전 소자에 의해 형성된 냉각 영역에 압전 소자를 작동시켰을 경우에 냉각 영역의 국소부에 압전 소자에 의한 상하 진동의 강제 대류 현상이 발생하면서 냉각영역 전체에 고르게 분포하는 유동을 형성하고 냉각 성능이 개선되는 원인을 확인할 수 있었다.
Optimal design of an automotive catalytic converter for minimization of cold-start emissions is numerically performed using a micro genetic algorithm for two optimization problems: optimal geometry design of the monolith for various operating conditions and optimal axial catalyst distribution. The optimal design process considered in this study consists of three modules: analysis, optimization, and control. The analysis module is used to evaluate the objective functions with a one-dimensional single channel model and the Romberg integration method. It obtains new design variables from the control module, produces the CO cumulative emissions and the integral value of a catalyst distribution function over the monolith volume, and provides objective function values to the control module. The optimal design variables for minimizing the objective functions are determined by the optimization module using a micro genetic algorithm. The control module manages the optimal design process that mainly takes place in both the analysis and optimization modules.
A 5kW class SOFC cogeneration system consisted of a hot box part, a cold BOP (balance of plant) part, and a hot water reservoir. The hot box part contained a stack, a fuel reformer, a catalytic combustor, and heat exchangers. A cold BOP part was composed of blowers, pumps, a water trap, and system control units. A 5kW stack was designed to integrate 2 sub-modules. In this paper, the 5kW class SOFC system was operated using 2 short stacks connected in parallel to test the sub-module and the system. A short stack had 15 cells with $15{\times}15 cm^2$ area. When a natural gas was used, the total power was about 1.38 kW at 120A. Because the sub-modules were connected in parallel and current was loaded using a DC load, voltages of sub-modules were same and the currents were distributed according to the resistance of sub-modules. The voltage of the first stack was 11.46 V at 61A and the voltage of the second stack was 11.49V at 59A.
This paper deals with an automated computer-aided process planning and die design system by which designer can determine operation sequences even if they have a little experience in process planning and die design of quasi-axisymmetric cold forging product by cold former working. The approach to the system is based on knowledge-based rules and a process knowledge base consisting of design rules is built. Knowledge for the system is formulated from plasticity theories, empirical results and the empirical knowledge of field experts. Programs for the system have been written in AutoLISP for the AutoCAD using a personal computer. An attempt is made to link programs incorporating a number of expert design rules with the process variables obtained by commercial FEM softwares, DEFORM and ANSYS, to form a useful package. The system is composed of three main modules and five sub-modules. The process planning and die design module considers several factors, such as the complexities of preform geometry, punch and die profiles, specifications of available cold farmer, and the availability of standard parts. As the system using 2D geometry recognition is integrated with the technology of process planning, die design, and CAE analysis, the standardization of die parts for wheel bolt requiring cold forging process is possible. The developed system makes it possible to design and manufacture quasi-axisymmetric cold forging product more efficiently.
위성탑재컴퓨터(OBC, On-Board Computer)는 인공위성의 자세제어, 임무수행, 지상명령 송수신 및 처리 등 다양한 기능을 수행한다. 위성탑재컴퓨터는 다양한 모듈로 구성되어 있으며, 각 모듈은 매우 중요한 기능을 수행하기 때문에 이중화로 설계되어 있다. 이중화된 모듈은 그 특성에 따라 Hot/Cold Redundancy 정책을 적용하여 운영한다. 각 모듈을 이중화로 설계함으로써 위성의 신뢰성을 높이고, 특정 모듈에 문제가 발생하였을 때 정상적인 모듈로 위성탑재컴퓨터를 재구성을 함으로써 위성의 정상적인 동작을 보장한다. 본 논문에서는 저궤도 위성에서 위성탑재컴퓨터의 재구성 처리방법에 대해 기술하고 해당 기능을 ETB(Electrical Test Bed) 시험환경에서 검증한 내용에 대해 기술한다.
This study describes computer-aided design system for stepped asymmetric forgings. To establish the appropriate process sequence, an integrated approach based on a rule-base system was accomplished. This system has four modules, which are undercut prevention module, shape cognition module, 3D modelling module and corner/fillet correction module. These modules can be used independently or at all. The proposed shape cognition method could be widely used in forging design of asymmetric parts.
The purpose of this study is to manufacture and test a thermoelectric generator which converts unused energy from close-at-hand sources, such as garbage incineration heat and industrial exhaust, to electricity. A manufacturing process and the properties of a thermoelectric generator are discussed before simulating the thermal stress and thermal properties of a thermoelectric module located between an aluminum tube and alumina plate. We can design the thermoelectric modules having the good properties of thermoelectric generation. Resistivity of thermoelectric module for thermoelectric generation consisting of 62 cells was 0.15-0.4$\Omega$ Developed thermoelectric modules can be expected th have better properties than thermoelectric cooling modules above $70^{\circ}C$ in temperature difference between hot and cold ends.
The objective of this study is to develop a thermoelectric generation system which converts unused energy from close-at-hand sources such as garbage incineration heat and industrial exhaust etc. into electricity. This paper presents applicability of a commercially available thermoelectric generator f3r waster heat recovery. The test facility consists of water heater, pump, thermoelectric module and aluminium tubes and hot and cold water is used as heat source and sink fluids. It is shown that the three components of thermoelectric research exist in manufacturing a thermoelectric generator. The first component is fabrication of thermoelectric materials, the second is manufacturing of thermoelectric generator with 32 thermoelectric modules. The last one is characteristic measuring of thermoelectric generator with 32 thermoelectric modules of two types, cooling and power purpose. It was found that the rate of cold and hot water is 25 and 37 liter per minute and the maximum power of thermoelectric generator is 28Watts and its efficiency is 1.04%.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제21권6호
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pp.252-257
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2021
The application of the principle of trigeneration allows to simultaneously provide electricity to power electronic devices, as well as heat and cold to create the necessary microclimate of the premises and increase efficiency compared to separate cooling and heating systems. The use of Peltier thermoelectric modules (TEM) as part of trigenerative systems allows for smooth and precise control of the temperature regime, high manufacturability and reliability due to the absence of moving parts, resistance to shock and vibration, and small weight and size parameters of the system. One of the promising areas of improvement of trigenerative systems is their modeling and optimization based on the automatic control theory. A block diagram and functional model of an energy-saving trigenerative climate control system based on Peltier modules are developed, and the transfer functions of an open and closed system are obtained. The simulation of the transient characteristics of the system with varying parameters of the components is performed. The directions for improving the quality of transients in the climate control system are determined, as well as the prospects of the proposed methodology for modeling and analyzing control systems operating in substantially nonlinear modes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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