Choi, Woo Sung;Song, Gee Wook;Chang, Sung Yong;Kim, Beom Soo
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.38
no.10
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pp.1185-1191
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2014
Gas turbine blades that have complex geometry of the cooling holes and cooling passages are usually subjected to cyclic and sustained thermal loads due to changes in the operating characteristic in combined power plants; these results in non-uniform temperature and stress distributions according to time to gas turbine blades. Those operation conditions cause creep or thermo-mechanical fatigue damage and reduce the lifetime of gas turbine blades. Thus, an accurate analysis of the stresses caused by various loading conditions is required to ensure the integrity and to ensure an accurate life assessment of the components of a gas turbine. It is well known that computational analysis such as cross-linking process including CFD, heat transfer and stress analysis is used as an alternative to demonstration test. In this paper, temperatures and stresses of gas turbine blade were calculated with fluid-structural analysis integrating fluid-thermal-solid analysis methodologies by considering actual operation conditions. Based on analysis results, additionally, the total lifetime was obtained using creep and thermo-mechanical damage model.
The objective of this study is applied to office buildings to evaluate quantitative evaluation method about performance of double-skin at design stage to establish the basis for the purpose of evaluation performance. Select the evaluation building about design plan for applying the double-skin using the dynamic heat load analysis program the annual heating and cooling load of before and after the double-skin. Using CFD to analyze wind factor and applied ventilation for realistic results. Effects of double-skin to apply, and control techniques that can be done more realistically proposed through to set and control for shade control mode of ventilator and inside cavity wall of double-skin. Apply for the building the double-skin due to interpretation of the annual heating and cooling loads applied to interpret the quantitative effect confirmed the possibility. According to the form of a double skin was confirmed cavity environmental changes.
Lohrenz ED.;Hahn Jeongsang;Han Hyuk Sang;Hahn Chan;Kim Hyoung Soo
Economic and Environmental Geology
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v.38
no.6
s.175
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pp.717-729
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2005
Peak cooling load of large buildings is generally greater than their peak heating load. Internal and solar heat gains are used fur selection of adquate equipment in large building in cold winter climate like Canada and even Korea. The cost of geothermal heat exchanger to meet the cooling loads can increase the initial cost of ground source heat pump system to the extend less costly conventional system often chosen. Thermal ice storage system has been used for many years in Korea to reduce chiller capacity and shift Peak electrical time and demand. A distribution system designed to take advantage of heat extracted from the ice, and use of geothermal loop (geothermal heat exchanger) to heat as an alternate heat source and sink is well known to provide many benifits. The use of thermal energy storage (TES) reduces the heat pump capacity and peak cooling load needed in large building by as much as 40 to $60\%$ with less mechanical equipment and less space for mechanical room. Additionally TES can reduce the size and cost of the geothermal loop by 1/3 to 1/4 compared to ground coupled heat pump system that is designed to meet the peak heating and cooling load and also can eliminate difficuties of geothermal loop installation such as space requirements and thermal conditions of soil and rock at the urban area.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.39
no.4
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pp.405-413
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2015
In the US, the number of cases of subterranean water contamination from tritium leaking through a damaged buried nuclear power plant pipe continues to increase, and the degradation of the buried metal piping is emerging as a major issue. A pipe blocked from corrosion and/or degradation can lead to loss of cooling capacity in safety-related piping resulting in critical issues related to the safety and integrity of nuclear power plant operation. The ASME Boiler and Pressure Vessel Codes Committee (BPVC) has recently approved Code Case N-755 that describes the requirements for the use of polyethylene (PE) pipe for the construction of Section III, Division 1 Class 3 buried piping systems for service water applications in nuclear power plants. This paper contains tensile and slow crack growth (SCG) test results for high-density polyethylene (HDPE) pipe welds under the environmental conditions of a nuclear power plant. Based on these tests, the fracture surface of the PENT specimen was analyzed, and the fracture mechanisms of each fracture area were determined. Finally, by using 3D finite element analysis, limit loads of HDPE related to premature failure were verified.
Park, Seong-Wook;Bae, Jae-Hyun;Lim, Ji-Hyun;Cha, Bong-Jin;Park, Chang-Doo;Yang, Yong-Su;Ahn, Heui-Chun
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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v.43
no.4
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pp.281-290
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2007
This study was aimed not only to develop the gill net and trap made of biodegradable monofilaments in order to prevent a ghost fishing and to protect marine ecosystem, but also to analyze their spinning process and physical properties. Results showed that the spinning speed of biodegradable polybutylene succinate(PBS) monofilament was estimated to be approximately 100m/min when spinning temperature and cooling water temperature were adjusted at $180^{\circ}C$ and $3^{\circ}C$, respectively. The breaking loads of PBS monofilaments were estimated to be $35.3kg/mm^2$ at ${\phi}0.2mm$, $46.5kg/mm^2$ at ${\phi}0.3mm$, and $49.7kg/mm^2$ at ${\phi}0.4mm$ in the dry condition, respectively. However, its breaking loads in the wet condition were reduced by 2.4-5.5%, compared to those in the dry condition. The knotted strength of PBS monofilament at ${\phi}0.2mm$ was estimated to be 98.6% of PE in the dry condition. The breaking load of PBS monofilament at ${\phi}0.3mm$ was evaluated to be 81.8% of PA, and its softness showed 3 times less than that of PA in the wet condition. The breaking load of PBS monofilament at ${\phi}0.4mm$ was 95.3% of PA, and its softness showed 1.6 times less than that of PA in the wet state. However, the load elastic elongations of two kinds of monofilaments were estimated to be 1% higher than that of PA.
Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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v.24
no.2
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pp.33-40
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2019
Many companies have tried to develop wind power generators with a larger capacity, smaller size and lighter weight. High temperature superconducting (HTS) generators are more suitable for wind power systems because they can reduce volume and weight compared with conventional generators. However, the HTS generator has problems such as huge vacuum vessel and the difficulty of repairing the HTS field coils. These problems can be overcome through the modularization of the HTS field coil. The HTS module coil require a current leads (CLs) for deliver DC current, which causes a large heat transfer load. Therefore, CLs should be designed optimally for reducing the conduction and Joule heat loads. This paper deals with a structural design and thermal analysis of a module coil for a 750 kW-class HTS generator. The conduction and radiation heat loads of the module coils were analysed using a 3D finite element method program. As a result, the total thermal load was less than the cooling capacity of the cryo-cooler. The design results can be effectively utilized to develop a superconducting generator for wind power generation systems.
Nanyu Mou;Xiyang Zhang;Qianqian Lin;Xianke Yang;Le Han;Lei Cao;Damao Yao
Nuclear Engineering and Technology
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v.55
no.6
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pp.2139-2146
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2023
During reactor operation, the divertor must withstand unprecedented simultaneous high heat fluxes and high-energy neutron irradiation. The extremely severe service environment of the divertor imposes a huge challenge to the bonding quality of divertor joints, i.e., the joints must withstand thermal, mechanical and neutron loads, as well as cyclic mode of operation. In this paper, potassium-doped tungsten (KW) is selected as the plasma facing material (PFM), oxygen-free copper (OFC) as the interlayer, oxide dispersion strengthened copper (ODS-Cu) alloy as the heat sink material, and reduced activation ferritic/martensitic (RAFM) steel as the structural material. In this study, a vacuum brazing technology is proposed and optimized to bond Cu and ODS-Cu alloy with the silver-free brazing material CuSnTi. The most appropriate brazing parameters are a brazing temperature of 940 ℃ and a holding time of 15 min. High-quality bonding interfaces have been successfully obtained by vacuum brazing technology, and the average shear strength of the as-obtained KW/Cu and ODS-Cu alloy joints is ~268 MPa. And a fabrication route for manufacturing the flat-type divertor target based on brazing technology is set. For evaluating the reliability of the fabrication technologies under the reactor relevant condition, the high heat flux test at 20 MW/m2 for the as-manufactured flat-type KW/Cu/ODS-Cu/RAFM mockup is carried out by using the Electron-beam Material testing Scenario (EMS-60) with water cooling. This paper reports the improved vacuum brazing technology to connect Cu to ODS-Cu alloy and summarizes the production route, high heat flux (HHF) test, the pre and post non-destructive examination, and the surface results of the flat-type KW/Cu/ODS-Cu/RAFM mockup after the HHF test. The test results demonstrate that the mockup manufactured according to the fabrication route still have structural and interfacial integrity under cyclic high heat loads.
Transactions of the KSME C: Technology and Education
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v.4
no.1
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pp.49-56
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2016
Commercial buildings are generally cooling-dominated and therefore reject more heat to a vertical ground heat exchanger(GHE) than they extract over the annual cycle. Shallow ponds can provide a cost-effective means to balance the thermal loads to the ground and to reduce the length of GHE. The objective of this work has been to develop a design tool for surface water heat exchanger(SWHE) submerged in shallow pond. This paper presents the analysis results of the impact of design parameters on the length of SWHE and its application effect on geothermal heat pump(GHP) system using vertical GHE. In order to analysis, We applied ${\epsilon}-NTU$ method on designing the length of SWHE. Analysis results show that the required pipe length of SWHE was decreased with the increase of approach temperature difference and with the decrease of pipe wall thickness. In addition, when the SWHE was applied to the GHP system, the temperature of vertical GHE was more stable than that of standalone GHE system.
The most the electronic industry has recently accelerated the modularization, the miniaturization and the high integrated trend of electronics fields such as electronics components, appliances and etc., the most increasingly the heat generation problem rises. Even though the conventional cooling technologies are widely used in order to reduce the heat loads, the technologies are not easy to meet the present trends due to the fact that most of many conventional methods are relative to external form environments such as size, design and so on. With regardless of those environments, however, a heat pipe is one of the most efficient systems to improve the heat transfer performance. And then the performance of the heat pipe depends on a wick structure. Of various wick structures, sintered metal wick is known so that it has some advantages such as smaller pore size, increasing porosity as well as high reliability. In this study sintered metal wicks, thickness 0.7 mm, 0.8 mm and 0.9 mm, were manufactured as of $100{\mu}m$ copper powder to obtain the manufacturing technology of heat pipes mounted with a sintered metal wick. Furthermore, experiments for the operational performance factors such as capillary limit, thermal resistance were not only performed but also compared with a theoretical model simultaneously. Experimental results agreed with the theoretical model, and then it seems to be required to study various development processes of sintered metal wicks for the high performance of a heat pipe system.
Park, Seung-Hoon;Lee, Hyun-Soo;Jang, Young-Sung;Kim, Eui-Jong
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.28
no.10
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pp.402-407
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2016
Ground-coupled heat pump systems have been widely used, as they are regarded as a renewable energy source and ensure a high annual efficiency. Among the system components, borehole heat exchangers (BHE) play an important role in decreasing the entering water temperature (EWT) to heat pumps in the cooling season, and consequently improve the COP. The optimal sizing of the BHEs is crucial for a successful project. Other than the existing sizing methods, a simulation-based design tool is more applicable for modern complex geothermal systems, and it may also be useful since design and engineering works operate on the same platform. A simulation-based sizing method is proposed in this study using the well-known Duct STorage (DST) model in Trnsys. TRNOPT, the Trnsys optimization tool, is used to search for an optimal value of the length of BHEs under given ground loads and ground properties. The result shows that a maximum EWT of BHEs during a design period (10 years) successfully approaches the design EWT while providing an optimal BHE length. Compared to the existing design tool, very similar lengths are calculated by both methods with a small error of 1.07%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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