• 제목/요약/키워드: Heat Transfer Experiment

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열수식 살균기의 온도 분포에 관한 연구 (Temperature Distribution in Water Cascading Horizontal Retort)

  • 정명수;안태회;이용갑;유무영
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.827-833
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    • 1995
  • 살균 매체로서 스팀에 의해 가열된 열수와 공기의 혼합물을 사용하는 열수식 살균기에 대하여 1회 살균시 파우치의 투입량을 달리 하면서 온도 분포 시험을 행하였다. 시험에 사용된 살균 tank의 부피는 5,900 liter정도이며 190g 용량의 레토르트 파우치를 최대 6000개까지 한번에 살균할 수 있다. 설정 살균 온도 및 시간은 $122^{\circ}C$ 및 23분이었고 살균중 압력은 $1.8{\sim}2.0\;kg/cm^2$로 유지시켰다. 살균중 평균 온도가 가장 높았던 부분은 살균기 윗부분이었고 중간 부분과 아fot부분은 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 예비 살균 시간과 냉각 시간을 뺀 실제 살균 시간중 최대 평균 온도차는 파우치를 투입하지 않았을때(P-0)와 3000개의 파우치를 투입하였을 때(P-3000)에는 $1.7^{\circ}C$ 이하로 양호한 수준이었으나 6000개의 파우치를 투입하였을 때(P-6000)에는 $1.9^{\circ}C$ 이상으로 다소 높은 수준이었다. 평균 온도에 대한 표준 편차도 위치에 따라 다소간의 차이는 있었지만 6000개의 파우치를 살균할때에는 상대적으로 큰 편이었다. 즉석 카레 소스는 살균시 broken heating curve의 경향을 나타내었고 살균중 평균 온도가 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분에서 측정된 즉석 카레 소스의 살균도(F값)의 차이는 10.93으로 나타났다. 관능검사 결과 10.93의 차이는 즉석 카레 소스의 품질에 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.

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경량 중공체를 적용한 RC조 중공슬래브의 내화성능에 관한 연구 (A Study on the Fire Resistance Performance of RC Structure Void Slab Using The Lightweight Hollow Sphere)

  • 조범연;여인환;김흥열;김형준;권인규
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제25권6호
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    • pp.89-97
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    • 2011
  • 본 연구는 RC조 슬래브의 자중을 줄이기 위하여 구조적 역할을 담당하지 않은 상 하부 철근 사이의 중앙부 콘크리트를 제거하고, 중량감소 및 단열성능을 확보할 수 있는 경량 중공체를 적용한 중공슬래브에 대하여 현장 적용을 위한 최소 요구내화성능(1~2시간)을 평가하기 위한 것이다. 이에 피복두께 및 적재하중, 경간길이를 실험인자로 설정하여 실험을 수행하였다. 내화실험을 실시한 결과, 실험인자에 상관없이 모두 목표 내화성능인 120분을 만족하였고 피복두께 보다 적재하중이 내화성능에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 경간길이는 짧을수록 내화성능에 유리한 것으로 나타났다. 기존 RC조 슬래브에 적용되지 않던 경량 중공체로 사용된 발포폴리스티렌(EPS: Expanded Polystyrene)의 고온시 특성을 파악한 결과 $100^{\circ}C$에서 유리천이현상(Glass Transition)으로 인한 온도상승 지연구간이 발생하는 것으로 나타났다. 또한 발포폴리스티렌의 polystyrene는 녹는점이 $185^{\circ}C$로 낮은 온도에서 용융된다. 따라서 낮은 온도에서 중공체가 용융되어 온도센서 주변에서 전도에 의한 열전달 매개체가 사라지게 된다. 이에 중공체의 온도는 철근 및 콘크리트에 비해 낮게 나타나는 것으로 판단된다. 따라서 경량 중공체는 낮은 온도에서 용융되어 중공슬래브의 내화성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다.

Flow blockage analysis for fuel assembly in a lead-based fast reactor

  • Wang, Chenglong;Wu, Di;Gui, Minyang;Cai, Rong;Zhu, Dahuan;Zhang, Dalin;Tian, Wenxi;Qiu, Suizheng;Su, G.H.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권10호
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    • pp.3217-3228
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    • 2021
  • Flow blockage of the fuel assembly in the lead-based fast reactor (LFR) may produce critical local spots, which will result in cladding failure and threaten reactor safety. In this study, the flow blockage characteristics were analyzed with the sub-channel analysis method, and the circumferentially-varied method was employed for considering the non-uniform distribution of circumferential temperature. The developed sub-channel analysis code SACOS-PB was validated by a heat transfer experiment in a blocked 19-rod bundle cooled by lead-bismuth eutectic. The deviations between the predicted coolant temperature and experimental values are within ±5%, including small and large flow blockage scenarios. And the temperature distributions of the fuel rod could be better simulated by the circumferentially-varied method for the small blockage scenario. Based on the validated code, the analysis of blockage characteristics was conducted. It could be seen from the temperature and flow distributions that a large blockage accident is more destructive compared with a small one. The sensitivity analysis shows that the closer the blockage location is to the exit, the more dangerous the accident is. Similarly, a larger blockage length will lead to a more serious case. And a higher exit temperature will be generated resulting from a higher peak coolant temperature of the blocked region. This work could provide a reference for the future design and development of the LFR.

새만금 간척지 첨단온실 에너지 설계를 위한 풍환경 및 온실 피복재의 영향 분석 (Analysis on Insulation of Wind Environment and Greenhouse Cover Materials Insulation for Advanced Greenhouse Energy Design in Saemangeum Reclaimed Land)

  • 서효재;서일환;노득하;이학성
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.57-63
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    • 2023
  • 본 연구에서는 새만금과 같은 간척지를 활용하여 대규모 첨단온실단지를 조성하는 경우 간척지의 환경적 특수성 중 높은 풍속에 따른 유리 단열재의 에너지 효율을 평가하였다. 현장에서 주로 사용되는 온실 단열재 중 4가지에 대한 평가 결과, 최대 37.4%의 에너지 차이를 보여, 온실 피복재의 선정이 중요함을 제시하였다. 이를 바탕으로 일반적인 내륙에서의 온실을 설계하는 것과 달리, 간척지에서는 내재해성 온실규격을 따라 시설을 설계하여야 하며, 에너지 소비량은 높아진 풍속과 재질을 고려하여 산정되어야 한다. 본 연구의 결과는 에너지 효율성을 온실 피복재의 종류와 풍속에 따라서 제시하고 있으며, 이는 대규모 첨단온실 조성 시 에너지 소비량을 예측하고, 이를 바탕으로 신재생에너지원을 포함하는 에너지 설계에 활용될 수 있다

한반도 주변해역 대기환경에 대한 싱글채널 온도추정 알고리즘의 불확도 추정 (Uncertainty Estimation of Single-Channel Temperature Estimation Algorithm for Atmospheric Conditions in the Seas around the Korean Peninsula)

  • 이종혁;강경웅;백승일;김원국
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.355-361
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    • 2023
  • 지구 표면에 대한 정보는 기상 및 대기 역학의 이해나 인간을 포함한 동물에 큰 영향을 미치는 극한 열현상에 대응함에 있어서 핵심적인 지구 물리량이다. 지구 영역에 대한 온도를 추정하기 위하여 위성에 탑재된 열적외 센서가 널리 활용되어 왔는데, 정밀한 활용을 위해서는 온도 추정 과정의 불확도에 대한 이해가 선행되어야 한다. 하지만 온도추정 불확도에 영향을 미치는 많은 요소 중에서 한반도 주변의 환경 하에서의 온도추정 알고리즘의 불확도 산정에 대한 연구는 미미하였다. 본 연구에서는 한반도 주변의 대기 및 해양 조건하에서 범용성이 높은 single-channel 알고리즘의 불확도를 추정하는 연구를 수행하였다. 알고리즘의 입력자료로 필요한 재분석자료(reanalysis)의 영향성을 평가하기 위하여 두 가지의 재분석자료, 즉 fifth generation of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts reanalysis of the global climate and weather (ERA5)와 Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications-2 (MERRA-2)를 사용하였고, 복사전달모델은 MODerate resolution atmospheric TRANsmission (MODTRAN)을 사용하였다. MODTRAN 모의와 온도 추정 정확도 검증에 사용되는 현장 관측 수온은 한반도 인근 해역에 위치한 해양 기상 부이(buoy)로부터 획득했다. 실험 결과, 알고리즘 불확도는 대기 수증기량에 따라서 선형에 가깝게 증가하는 것을 확인하였고, 가장 건조한 조건에서는 약 0.35K 그리고 평균적으로 0.45K 가량의 불확도가 발생함을 확인하였다. 이러한 결과는 재분석자료의 종류에 상관없이 유사하게 도출되어 알고리즘이 가지는 순수한 불확도라고 추정할 수 있었다.

하수슬러지 처리를 위한 다축 스크류 난류 접촉식 건조기의 최적 설계 연구 (A Study on the Optimum Design of Multiple Screw Type Dryer for Treatment of Sewage Sludge)

  • 나은수;신성수;신미수;장동순
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.223-231
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    • 2012
  • 본 연구는 유 무기성 폐기물 처리를 위한 다축스크류 난류접촉식 고효율 건조기의 최적 설계를 위한 연구의 일환으로 실험적 연구와 수치해석적 연구를 통하여 건조기 내부의 열유동 메카니즘을 규명하고 건조효율을 높일 수 있는 설계 기준을 제시 하고자 수행되었다. 사용된 건조기의 대표적인 특성은 건조용 가스의 바이패스 시스템으로 연소를 통해 얻어진 고온의 가스가 다축 스크류 내부 축을 따라 흐르면서 분공을 통해 고속으로 슬러지 내부로 분출되면서 열풍 건조를 하게 되는 것이다. 다양한 열원의 적용이 가능하고 고온 난류 분사식으로 높은 건조속도를 갖고 있으며 고점성 물질에도 적용이 가능한 것이 장점이다. 여기서 건조가스의 분배는 슬러지를 체적 가열하는 한편 슬러지가 뭉치지 않고 지속적으로 열과 물질 전달을 원활하게 하는 기공을 유지하도록 해야 한다. 실험결과 하수슬러지 200 kg/hr를 처리하는데 스크류를 1 rpm으로 회전시킬 때 적정 체류시간은 100분 정도로 나타났다. 또한 다양한 열량 공급 결과 150,000 kcal/hr로 공급한 경우 높은 건조효율을 유지하면서 잉여 열량공급으로 인한 과도한 열피로 및 열량의 낭비를 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 유 무기성 슬러지의 설계기술 및 건조효율 향상을 위한 건조가스의 유동 및 온도분포를 수치해석적 연구를 통하여 계산하였으며 연소실과 건조실의 온도계산 결과는 실험 자료와 매우 유사하게 나타나서 성공적으로 비교검증을 수행하였으며, 향후 물질전달에 대한 세부적인 모델을 적용하여 연구를 지속적으로 수행할 예정이다.

GEMS 위성관측에 기반한 지면반사도 산출 시에 오차 유발 변수에 대한 민감도 실험 (Sensitivity Experiment of Surface Reflectance to Error-inducing Variables Based on the GEMS Satellite Observations)

  • 신희우;유정문
    • 한국지구과학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.53-66
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    • 2018
  • 지면반사도 정보는 열평형 및 환경/기후 모니터링에 중요하다. 본 연구에서는 정지궤도위성의 Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS) 관측에서 300-500 nm 파장 영역의 지면반사도 산출 시에 오차 유발 요소에 대한 민감도를 조사하였다. 장차 GEMS 지면반사도 산출 시에 오차 분석을 위하여 극궤도 위성의 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS; 공간 해상도 $1km{\times}1km$) 자료 및 Ozone Mapping Instrument (OMI; $12km{\times}24km$) 자료 그리고 복사전달모델 수치실험도 분석에 사용하였다. 본 연구에서 오차 유발 요소는 구름, 레일리 산란, 에어로졸, 오존 그리고 지면 특성이다. GEMS 저해상도($8km{\times}7km$)에서의 구름 탐지율은 MODIS 대비 약 79%이었으나, GEMS 화소의 운량이 40% 이하에서는 상대적으로 낮았다. 이러한 경향은 구름 이외의 다른 효과(에어로졸, 지면 특성)로 인하여 주로 발생하였다. RGB 영상과 복사전달모델 계산을 기초로 조사된 레일리 산란 효과는 육지에 비하여 해양 지역에서 뚜렷하였다. 지면반사도가 0.2보다 작은 경우에 위성관측 대기상단 반사도는 에어로졸 양에 비례하였으나, 0.2보다 큰 경우에는 그 반대 경향을 보였다. 또한 에어로졸 양에 의한 지면반사도 산출 오차는 자외선 영역에서 파장에 따라 급격하게 증가하였으나, 가시광선에서는 일정하거나 다소 감소하였다. 오존 흡수는 자외선 영역(328-354 nm) 중 328 nm에서 가장 크게 나타났다. 지면반사도가 0.15인 육지 경우에 음의 오존전량 아노말리(-100 DU)로 인한 지면반사도 산출 오차는 +0.1이었다. 본 연구는 GEMS 위성관측을 이용한 지면반사도 원격탐사의 정확도를 높이는데 기여할 수 있다.

Ni/sand를 이용한 폴리프로필렌 촉매 열분해 연구 (A Study on Catalytic Pyrolysis of Polypropylene with Ni/sand)

  • 김수현;이루세;손정민
    • 청정기술
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    • 제27권3호
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    • pp.232-239
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    • 2021
  • 본 연구는 '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'이라는 새로운 시스템 개발을 위해 열분해 실험을 수행하기 전에 공정 모사를 위한 기본 데이터를 얻기 위하여 수행되었다. 기초 열분해 실험에서는 폐플라스틱 대신 폴리프로필렌(PP)을 모델 물질로 선택하였고, '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'에서 열전달 매체로 활용되는 유동사(이하 sand로 표기)를 사용하였다. Ni은 촉매 열분해를 촉진하기 위해 모래에 활성 촉매로 담지하였다. 열중량분석기(thermogravimetric analyzer, TGA)를 이용하여 PP의 기본 물성을 분석하고, N2 분위기 600 ℃에서 열분해하여 액상 오일을 생산하였다. 촉매 열분해 반응을 통해 생성된 액상 오일은 GC/MS를 이용하여 탄소 수 분포를 분석하였다. 이번 연구에서는 열분해 공간 속도와 촉매량의 변화가 열분해 후 생성되는 액상 오일 수율과 액체 연료의 탄소수 분포에 미치는 영향을 조사하였다. Ni/sand를 이용하면 열분해 오일 수율은 공간속도 30,000 h-1에서 10 wt% Ni/sand 하나의 조건을 제외하고 오일 수율이 증가하였고, C6 ~ C12사이의 탄화수소의 비율은 증가하였다. 공간속도가 증가하면 더 높은 열분해 오일 수율을 얻었으나, C6 ~ C12사이의 탄화수소의 비율은 감소하였다. 1 wt% Ni/sand를 이용한 경우, 10 wt% Ni/sand를 사용할 때 보다 액상 오일 수율은 더 높았다. 결론적으로 공간속도 10,000 h-1에서 1 wt% Ni/sand를 이용하였을 경우 오일 수율은 60.99 wt%이고, 42.06 area%의 가장 높은 C6 ~ C12 탄화수소의 비율이 나타났다.

지하수 관개에 의한 수도의 멸준양상과 그 방지책에 관한 연구 (Studies on the Rice Yield Decreased by Ground Water Irrigation and Its Preventive Methods)

  • 한욱동
    • 한국농공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.3225-3262
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    • 1974
  • The purposes of this thesis are to clarify experimentally the variation of ground water temperature in tube wells during the irrigation period of paddy rice, and the effect of ground water irrigation on the growth, grain yield and yield components of the rice plant, and, furthermore, when and why the plant is most liable to be damaged by ground water, and also to find out the effective ground water irrigation methods. The results obtained in this experiment are as follows; 1. The temperature of ground water in tube wells varies according to the location, year, and the depth of the well. The average temperatures of ground water in a tubewells, 6.3m, 8.0m deep are $14.5^{\circ}C$ and $13.1^{\circ}C$, respercively, during the irrigation period of paddy rice (From the middle of June to the end of September). In the former the temperature rises continuously from $12.3^{\circ}C$ to 16.4$^{\circ}C$ and in the latter from $12.4^{\circ}C$ to $13.8^{\circ}C$ during the same period. These temperatures are approximately the same value as the estimated temperatures. The temperature difference between the ground water and the surface water is approximately $11^{\circ}C$. 2. The results obtained from the analysis of the water quality of the "Seoho" reservoir and that of water from the tube well show that the pH values of the ground water and the surface water are 6.35 and 6.00, respectively, and inorganic components such as N, PO4, Na, Cl, SiO2 and Ca are contained more in the ground water than in the surface water while K, SO4, Fe and Mg are contained less in the ground water. 3. The response of growth, yield and yield components of paddy rice to ground water irrigation are as follows; (l) Using ground water irrigation during the watered rice nursery period(seeding date: 30 April, 1970), the chracteristics of a young rice plant, such as plant height, number of leaves, and number of tillers are inferior to those of young rice plants irrigated with surface water during the same period. (2) In cases where ground water and surface water are supplied separately by the gravity flow method, it is found that ground water irrigation to the rice plant delays the stage at which there is a maximum increase in the number of tillers by 6 days. (3) At the tillering stage of rice plant just after transplanting, the effect of ground water irrigation on the increase in the number of tillers is better, compared with the method of supplying surface water throughout the whole irrigation period. Conversely, the number of tillers is decreased by ground water irrigation at the reproductive stage. Plant height is extremely restrained by ground water irrigation. (4) Heading date is clearly delayed by the ground water irrigation when it is practised during the growth stages or at the reproductive stage only. (5) The heading date of rice plants is slightly delayed by irrigation with the gravity flow method as compared with the standing water method. (6) The response of yield and of yield components of rice to ground water irrigation are as follows: \circled1 When ground water irrigation is practised during the growth stages and the reproductive stage, the culm length of the rice plant is reduced by 11 percent and 8 percent, respectively, when compared with the surface water irrigation used throughout all the growth stages. \circled2 Panicle length is found to be the longest on the test plot in which ground water irrigation is practised at the tillering stage. A similar tendency as that seen in the culm length is observed on other test plots. \circled3 The number of panicles is found to be the least on the plot in which ground water irrigation is practised by the gravity flow method throughout all the growth stages of the rice plant. No significant difference is found between the other plots. \circled4 The number of spikelets per panicle at the various stages of rice growth at which_ surface or ground water is supplied by gravity flow method are as follows; surface water at all growth stages‥‥‥‥‥ 98.5. Ground water at all growth stages‥‥‥‥‥‥62.2 Ground water at the tillering stage‥‥‥‥‥ 82.6. Ground water at the reproductive stage ‥‥‥‥‥ 74.1. \circled5 Ripening percentage is about 70 percent on the test plot in which ground water irrigation is practised during all the growth stages and at the tillering stage only. However, when ground water irrigation is practised, at the reproductive stage, the ripening percentage is reduced to 50 percent. This means that 20 percent reduction in the ripening percentage by using ground water irrigation at the reproductive stage. \circled6 The weight of 1,000 kernels is found to show a similar tendency as in the case of ripening percentage i. e. the ground water irrigation during all the growth stages and at the reproductive stage results in a decreased weight of the 1,000 kernels. \circled7 The yield of brown rice from the various treatments are as follows; Gravity flow; Surface water at all growth stages‥‥‥‥‥‥514kg/10a. Ground water at all growth stages‥‥‥‥‥‥428kg/10a. Ground water at the reproductive stage‥‥‥‥‥‥430kg/10a. Standing water; Surface water at all growh stages‥‥‥‥‥‥556kg/10a. Ground water at all growth stages‥‥‥‥‥‥441kg/10a. Ground water at the reproductive stage‥‥‥‥‥‥450kg/10a. The above figures show that ground water irrigation by the gravity flow and by the standing water method during all the growth stages resulted in an 18 percent and a 21 percent decrease in the yield of brown rice, respectively, when compared with surface water irrigation. Also ground water irrigation by gravity flow and by standing water resulted in respective decreases in yield of 16 percent and 19 percent, compared with the surface irrigation method. 4. Results obtained from the experiments on the improvement of ground water irrigation efficiency to paddy rice are as follows; (1) When the standing water irrigation with surface water is practised, the daily average water temperature in a paddy field is 25.2$^{\circ}C$, but, when the gravity flow method is practised with the same irrigation water, the daily average water temperature is 24.5$^{\circ}C$. This means that the former is 0.7$^{\circ}C$ higher than the latter. On the other hand, when ground water is used, the daily water temperatures in a paddy field are respectively 21.$0^{\circ}C$ and 19.3$^{\circ}C$ by practising standing water and the gravity flow method. It can be seen that the former is approximately 1.$0^{\circ}C$ higher than the latter. (2) When the non-water-logged cultivation is practised, the yield of brown rice is 516.3kg/10a, while the yield of brown rice from ground water irrigation plot throughout the whole irrigation period and surface water irrigation plot are 446.3kg/10a and 556.4kg/10a, respectivelely. This means that there is no significant difference in yields between surface water irrigation practice and non-water-logged cultivation, and also means that non-water-logged cultivation results in a 12.6 percent increase in yield compared with the yield from the ground water irrigation plot. (3) The black and white coloring on the inside surface of the water warming ponds has no substantial effect on the temperature of the water. The average daily water temperatures of the various water warming ponds, having different depths, are expressed as Y=aX+b, while the daily average water temperatures at various depths in a water warming pond are expressed as Y=a(b)x (where Y: the daily average water temperature, a,b: constants depending on the type of water warming pond, X; water depth). As the depth of water warning pond is increased, the diurnal difference of the highest and the lowest water temperature is decreased, and also, the time at which the highest water temperature occurs, is delayed. (4) The degree of warming by using a polyethylene tube, 100m in length and 10cm in diameter, is 4~9$^{\circ}C$. Heat exchange rate of a polyethylene tube is 1.5 times higher than that or a water warming channel. The following equation expresses the water warming mechanism of a polyethylene tube where distance from the tube inlet, time in day and several climatic factors are given: {{{{ theta omega (dwt)= { a}_{0 } (1-e- { x} over { PHI v })+ { 2} atop { SUM from { { n}=1} { { a}_{n } } over { SQRT { 1+ {( n omega PHI) }^{2 } } } } LEFT { sin(n omega t+ { b}_{n }+ { tan}^{-1 }n omega PHI )-e- { x} over { PHI v }sin(n omega LEFT ( t- { x} over {v } RIGHT ) + { b}_{n }+ { tan}^{-1 }n omega PHI ) RIGHT } +e- { x} over { PHI v } theta i}}}}{{{{ { theta }_{$\infty$ }(t)= { { alpha theta }_{a }+ { theta }_{ w'} +(S- { B}_{s } ) { U}_{w } } over { beta } , PHI = { { cpDU}_{ omega } } over {4 beta } }}}} where $\theta$$\omega$; discharged water temperature($^{\circ}C$) $\theta$a; air temperature ($^{\circ}C$) $\theta$$\omega$';ponded water temperature($^{\circ}C$) s ; net solar radiation(ly/min) t ; time(tadian) x; tube length(cm) D; diameter(cm) ao,an,bn;constants determined from $\theta$$\omega$(t) varitation. cp; heat capacity of water(cal/$^{\circ}C$ ㎥) U,Ua; overall heat transfer coefficient(cal/$^{\circ}C$ $\textrm{cm}^2$ min-1) $\omega$;1 velocity of water in a polyethylene tube(cm/min) Bs ; heat exchange rate between water and soil(ly/min)

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리튬브로마이드(LiBr) 용액의 흡습성질과 냉각코일을 이용한 온실 습도 및 온도 제어 (Dehumidification and Temperature Control for Green Houses using Lithium Bromide Solution and Cooling Coil)

  • 이상열;이충건;어승희;오광철;오재헌;김대현
    • 생물환경조절학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.337-341
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    • 2014
  • 본 연구는 냉각코일과 리튬브로마이드 수용액을 활용하여 유리 chamber 내 냉각 및 제습 실험을 수행하였다. 냉각수 온도별 냉각 효과와 리튬브로마이드 수용액의 제습량을 확인하였으며, 이를 동시에 적용하여 실험을 수행하였다. 냉각수 온도별 냉각 실험은 279K, 286K, 293K에서 각각 19K, 13K, 10K 가량 감소되는 경향을 보였다. 냉각수 온도가 낮을수록 높은 냉각 성능을 보였으며, 여름철 상하수도 온도인 293K의 물로도 충분히 작물이 생육하기 좋은 온실 내부온도를 유지할 수 있다고 판단되었다. 또한 리튬브로마이드 수용액을 활용한 제습 실험에서는 약 80%의 외부 습도가 리튬브로마이드 수용액과 결합하여 약 50%로 감소되어 약 30%의 제습량을 보였으며, 이는 시설 내 제습 시스템의 적용에 적합한 물질로 판단된다. 냉각코일과 리튬브로마이드 수용액을 동시에 적용한 실험에서 약 9K의 온도 강하, 15%의 제습량을 나타냈으며, 리튬브로마이드 수용액이 수증기를 흡수하는 과정에서 반응열이 발생하는 것을 확인하였다. 또한, 시뮬레이션을 통해 냉각 실험 결과와 대비 비교한 결과 약 299.7K의 내부 온도를 보여 일치하는 것을 확인하였다. 수분의 제습과정을 거치면서 농도가 낮아진 리튬브로마이드 수용액(희용액)은 수집탱크로 모아 재생부로 이송되어 가열, 수분을 증발시켜 농용액으로 전환된 후 열교환을 거쳐 냉각되어 다시 제습시스템으로 공급되는 시스템을 적용하면 일정량의 리튬브로마이드 수용액만으로 온실 제습을 할 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험을 통해 냉각 및 제습이 동시에 가능하다는 것을 확인하였으며, 리튬브로마이드 수용액을 활용하여 실제 온실에 적용된다면 기존 온실에서 사용하고 있는 냉방 및 제습 방법에 비해 에너지 절감을 통한 경제적 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 향후, 제습 부분은 시뮬레이션을 통한 분석 및 실험결과와 대비 검증이 요구되고, Lab scale의 제습 시스템에서 Farm scale의 온실 규모로 확장하여, 추가 변수에 대한 제습 및 냉각 연구가 수행되어야 할 것이다.