• 제목/요약/키워드: Heat convection

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태양에너지 연구 시험센타 설계 및 효율에 관한 연구 (Design & Performance of the Solar Energy Research & Test Center)

  • 오정무;이종호;최병완;조일식
    • 태양에너지
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    • 제2권2호
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    • pp.29-36
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    • 1982
  • The Solar Energy R&D Department of KIER under the auspice of the Korean government is pushing hard on the development of the passive solar technology with high priority for the expeditious widespread use of solar energy in Korea, since the past few years of experiences told us that the active solar technology is not yet ready for massive commercialization in Korea. KIER has completed the construction of the Solar Energy Research & Test Center in Seoul, which houses the major facilities for its all solar test programs. The Center was designed as a passive solar building with great emphasis on the energy conserving ideas. The Center is not only the largest passive building in Korea, but also the exhibit center for the effective demonstration of the passive heating and cooling technology to the Korean public. The Center was designed to satisfy the requirements based on the technical and economical criteria set by the KIER. Careful considerations, therefore, were given in depth in the following areas to meet the requirements. 1) Passive Heating Concepts The Center employed the combination of direct and indirect gain system. The shape of the Center is Balcomb House style, and it included a large built-in sunspace in front. A partition, consists of transparent and translucent glazings, separates the sunspace and the living space. Since most activities in the Center occur during the day time, direct utilization of the solar energy by the living spaces was emphasized with the limited energy storage capacity. 2) Passive Cooling Concepts(for Summer) Natural ventilation concept was utilized throughout the building. In the direct gain portion of the system, the front glazing can be openable during the cooling season. Natural convection scheme was also applied to the front sunspace for the Summer cooling. Reflective surfaces and curtains were utilized wherever needed. 3) Auxiliary Heat ing and Cooling System As an auxiliary cooling system, mechanical means(forced convection system) were adopted. Therefore forced air heating system was also used to match the duct work requirements of the auxiliary cool ing system. 4) Effect ive Insulation & Others These included the double glazed windows, the double entry doors, the night glazing insulation, the front glazing-frame insulation as well as the building skin insulation. All locally available construction materials were used, and natural lightings were provided as much as possible. The expected annual energy savings (compared to the non-insulated conventional building)of the Center was estimated to be about 80%, which accounts for both the energy conservation and the solar energy source. The Center is being instumented for the actual performance tests. The experimental results of the simplified tests are discussed in this paper.

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한천(寒天) 추출물(抽出物)의 건조방법(乾燥方法)에 따른 한천(寒天)의 품질(品質) (Effects of Various Drying Methods of Agar-gel on Dried-agar Quality)

  • 이철;배송환
    • 한국식품과학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.78-82
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    • 1984
  • 국내에서 생산되는 한천원조(寒天原藻)를 사용하여 건조방법(乾燥方法)이 한천(寒天)의 품질변화(品質變化)에 미치는 영향을 검토(檢討)하였다. 천일(天日) 건조(乾燥), 태양열(太陽熱) 집열(集熱) 건조(乾燥), 열풍(熱風) 건조(乾燥)($30^{\circ}C$), 대조구, 자연대류), 열풍(熱風) 건조(乾燥)($(30^{\circ}C$, 전처리구, 자연대류) 및 동결(凍結) 건조법(乾燥法)에서, 한천(寒天) 젤($1.0{\times}1.0{\times}34.0cm$)을 수분함량 1000%(D.B)까지 건조(乾燥)시키는 데 걸리는 시간은 96, 75, 67, 50 및 21시간 이었다. 천일(天日) 건조(乾燥), 태양열(太陽熱) 집열(集熱) 건조(乾燥), 동결(凍結) 건조(乾燥) 및 분무(噴霧) 건조법(乾燥法)에 의한 한천(寒天)의 젤리강도는 320, 370, 270 및 $360g/cm^2$로 나타났다. 열풍(熱風) 건조법(乾燥法)에 의한 젤리 강도는 건조온도(乾燥溫度) 한천(寒天) 젤의 전처리 유무(有無) 및 열전달(熱傳達) 형태(形態)에 의해 다르게 나타났으며, 타(他) 건조법(乾燥法)에 비해 비교적 높은 값을 나타냈다. 열풍(熱風) 건조시(乾燥時), 전처리 과정을 거친 한천(寒天) 젤의 건조속도(乾燥速度)가 대조구의 건조속도(乾燥速度) 보다 훨씬 증가하였으며, 한천(寒天) 젤의 건조속도(乾燥速度)의 증가에 따라 한천(寒天)의 젤리강도는 현저하게 증가되었다.

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사용후핵연료 운반용기 덮개 내부 열전달 해석 (Heat Transfer Analysis around Transport Cask under Transport Hood)

  • 이동규;박제호;정인수;김태만;윤정현
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.161-167
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    • 2011
  • 사용후핵연료 운반용기 표면온도가 $85^{\circ}C$를 초과할 경우, 대인용 보호막(Personnel Barrier) 또는 운반용 덮개(Transport Hood)를 설치하여 운반 중 운반용기 표면에 사람이 직접 접근할 수 없도록 하여야 한다. 운반용 덮개가 설치된 경우, 열적 안전성 평가의 한 가지 경우인 정상조건 열해석 시, 외부환경 경계조건(환경온도 및 외부복사온도)으로 적용하기 위해서 운반용 덮개 내부 열 환경 조건(내부 공기온도 및 운반용 덮개 표면온도)을 계산해야 한다. 따라서 본 연구에서는 운반용 덮개 내부 공기온도 및 표면온도를 계산하기 위한 해석적 방법 및 열전달 특성에 대한 분석을 수행하였고 CFD 해석 결과와 비교를 통해 타당성을 검증하였다.

Galerkin 유한요소법을 이용한 철근콘크리트 슬래브의 열전달해석 및 실험 (Heat Transfer Analysis and Experiments of Reinforced Concrete Slabs Using Galerkin Finite Element Method)

  • 한병찬;김윤용;권영진;조창근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.567-575
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    • 2012
  • 이 연구는 실험과 병행 화재에 노출된 철근콘크리트 구조물의 갤러킨 유한요소해석 방법을 제시하였다. 이 방법은 비선형 비정상 온도분포해석에 관한 것으로 2차원 삼각형 요소에 대한 해석기법을 구축하였다. 해석기법의 검증을 위하여 실규모 철근콘크리트 슬래브에 대한 내화실험을 실시하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해 해석기법의 유효성을 확인하였다. 또한 콘크리트 부재의 내화성능에 대한 실험 결과를 분석하였다. 변수분석에서는 화재규모, 콘크리트의 온도의존성 열적특성값, 콘크리트의 함수율이 콘크리트의 내화성능에 미치는 영향을 평가하였다. 이 연구에서 구축된 수치해석모델은 다양한 화재규모와 대류, 복사 경계조건, 재료의 온도의존성 열적특성값을 자유롭게 고려할 수 있다. 또한 이 논문에서는 콘크리트 슬래브를 대상으로 표준화재곡선을 대상으로만 분석하였지만 관련된 철근콘크리트 기둥 골조 해석에 용이하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

화재에 손상된 철근콘크리트 부재의 수치모델 및 내화성능해석 (A Numerical Model to Evaluate Fire-Resistant Capacity of the Reinforced Concrete Members)

  • 황진욱;하상희;이용훈;김화중;곽효경
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.497-508
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    • 2013
  • 이 논문에서는 화재 발생에 따른 구조물의 성능 변화를 평가하기 위한 철근콘크리트 부재의 수치해석모델이 제안되었다. 화재 발생 시 유발되는 전도, 대류 및 복사열의 효과를 고려한 비정상 열전달 해석을 수행하였으며 이를 통해 단면 내 온도분포를 결정하였다. 또한, 적층섬유단면을 적용하여 온도증가로 인해 단면 내 위치에 따라 달라지는 재료의 비선형성을 고려하였다. 이 때, 온도변화에 따라 유발되는 열팽창 변형률, 비정상상태 변형률, 크리프 변형률 등의 비역학적 변형특성을 단면 내 각 섬유에 대해 고려함으로써 화재 발생 시의 극심한 온도증가를 고려한 비선형 해석을 수행하였다. 제안된 해석모델의 타당성을 입증하기 위하여 철근콘크리트부재의 표준화재실험으로부터 얻어진 실험결과와 해석결과를 비교하였으며, 특히, 화재 시간에 따른 저항능력의 변화를 살펴봄으로써, 철근콘크리트 부재의 거동특성을 평가하고 이를 설계규준에서 제시하는 단면 및 저항능력과 비교하였다.

PCTC 박판 블록 용접 변형에 관한 연구 (A Study on Welding Deformation of thin plate block in PCTC)

  • 강성구;양종수;김호경
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.97-97
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    • 2009
  • The use of thin plate increases due to the need for light weight in large ship. Thin plate is easily distorted and has residual stress by welding heat. Therefore, the thin plate should be carefully joined to minimize the welding deformation which costs time and money for repair. For one effort to reduce welding deformation, it is very useful to predict welding deformation before welding execution. There are two methods to analyze welding deformation. One is simple linear analysis. The other is nonlinear analysis. The simple linear analysis is elastic analysis using the equivalent load method or inherent strain method from welding experiments. The nonlinear analysis is thermo-elastic analysis which gives consideration to the nonlinearity of material dependent on temperature and time, welding current, voltage, speed, sequence and constraint. In this study, the welding deformation is analyzed by using thermo-elastic method for PCTC(Pure Car and Truck Carrier) which carries cars and trucks. PCTC uses thin plates of 6mm thickness which is susceptible to welding heat. The analysis dimension is 19,200mm(length) * 13,825mm(width) * 376mm(height). MARC and MENTAT are used as pre and post processor and solver. The boundary conditions are based on the real situation in shipyard. The simulations contain convection and gravity. The material of the thin block is mild steel with $235N/mm^2$ yield strength. Its nonlinearity of conductivity, specific heat, Young's modulus and yield strength is applied in simulations. Welding is done in two pass. First pass lasts 2,100 second, then it rests for 900 second, then second pass lasts 2,100 second and then it rests for 20,000 second. The displacement at 0 sec is caused by its own weight. It is maximum 19mm at the free side. The welding line expands, shrinks during welding and finally experiences shrinkage. It results in angular distortion of thin block. Final maximum displacement, 17mm occurs around welding line. The maximum residual stress happens at the welding line, where the stress is above the yield strength. Also, the maximum equivalent plastic strain occurs at the welding line. The plastic strain of first pass is more than that of second pass. The flatness of plate in longitudinal direction is calculated in parallel with the direction of girder and compared with deformation standard of ${\pm}15mm$. Calculated value is within the standard range. The flatness of plate in transverse direction is calculated in perpendicular to the direction of girder and compared with deformation standard of ${\pm}6mm$. It satisfies the standard. Buckle of plate is calculated between each longitudinal and compared with the deformation standard. All buckle value is within the standard range of ${\pm}6mm$.

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화력발전 보일러 과열기 및 재열기 운전 중 튜브 온도예측기법 (Temperature Prediction Method for Superheater and Reheater Tubes of Fossil Power Plant Boiler During Operation)

  • 김범신;송기욱;유성연
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권5호
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    • pp.563-569
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    • 2012
  • 대용량 화력발전 보일러 과열기와 재열기 튜브는 과열에 취약하여 보일러 정지 시 튜브 내부의 산화 스케일 두께를 측정하여 과열상태를 평가한다. 산화스케일 두께측정에 의한 튜브 온도예측은 튜브의 발췌가 불가피하고 정확한 과열지점의 선정과 튜브의 초기운전온도가 확보되지 못하면 유의한 튜브온도예측결과를 얻을 수 없는 문제점이 있다. 또한 해석적 방법에 의해 튜브 온도를 예측하는 경우 튜브 외부 연소가스에 대한 연소, 복사, 대류 및 난류유동에 대한 방대한 해석이 필요한 반면 순시적인 부하의 변동, 탄종의 변화 및 운전방법의 변화를 반영할 수 없으므로 지속적인 튜브의 온도를 예측할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 보일러 운전정보와 유로망 해석을 통해 튜브의 열유속을 계산하고 이를 이용하여 단시간에 튜브의 온도를 예측할 수 있는 기법을 제시하였다. 본 기법을 Larson-Miller Parameter 법과 같은 실용적인 튜브 손상평가기법과 결합하면 유용한 고온손상감시의 수단으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

870MW 대향류 보일러에서 최상부층 버너 선택운전에 따른 보일러 효율변화 고찰 (A Study on the boiler efficiency with selecting the uppermost burners in the 870MW opposite wall fired boiler)

  • 우광윤;김수석;박인찬;함영준;이응윤
    • 플랜트 저널
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    • 제13권2호
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    • pp.46-51
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    • 2017
  • 본 연구에서는 정격출력 870MW, 대향류 석탄보일러의 최상부층 버너운전에 따른 보일러 연소상태 변화와 보일러 효율을 측정하였다. 시험방법은 하부와 중간층 버너가 운전중인 상태에서 최상부층 전방버너, 전,후방 버너 동시 운전, 후방 버너 운전으로 구분하여 최상부층 버너 운전에 따른 보일러 효율을 측정하였으며 시험 결과 최상부층 전 후방 버너 동시운전 > 최상부층 전방 버너 > 최상부층 후방 버너 운전의 순으로 보일러 효율이 높게 나타났다. 최상부층 전방과 후방 버너를 동시에 운전할 경우 보일러 노 내 열흡수율 증가 및 대류전열면 좌우 증기온도 편차가 감소되었다. 보일러 열흡수율 개선에 따라 보일러 배기가스손실 감소 및 석탄공급량이 후방버너 운전 대비 8t/h 감소하였으며, 이는 연료비 절감은 물론 온실가스 배출량 감축에도 크게 기여할 것으로 판단된다.

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느타리버섯 통조림의 전열특성 (Heat Penetration of Canned Oyster Mushroom)

  • 이동선;박노현;신동화;민병용
    • 한국식품과학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.206-210
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    • 1984
  • 느타리버섯 통조림의 관형별 및 살균온도에 따른 충전고형량별 열침투특성을 측정하고 이에 따른 제반 살균조건을 검토하였다. 고형량비가 감소함에 따라 $f_h$값은 급격히 감소하다가 관형에 따른 특정 고형량비, 즉, 4호관의 경우 고형량비3/5, 버섯 4온스관의 경우 고형량비 2/5, 휴대관의 경우 고형량비 1/5 이하부터 안정된 값을 나타냈고 온도의 영향으로는 높은 가열온도에서 낮은 $f_h$값으로 열전달이 약간 빠른 경향을 보여 주고 있었다. $f_h$값으로 본 경향으로는 관형의 L/D 값이 클수록 높은 고형량비에서 전도에서 대류로 열전달형태가 바뀌어지고 있었고 $j_h$값은 고형량비가 감소함에 따라 1.0에 가까와 지고 있었다. 열침투특성에 의해 결정되는 살균시간면에서는 품질보존을 고려하여 고형량비는 3/5이하로 관리되어야 하는 것으로 나타났다. 단위고형물당 살균시간으로 비교할 때 큰 관형일수록 작은 값을 보여 주고 고형량비 2/5이상에서 안정된 작은 값을 나타내고 고형량비 3/5에서 가장 작은 값을 나타내었다. 단위고형물당 살균에너지소비 측면에서는 고형량비 3/5이상이 경제적이었다. 위의 제반 살균조건면에서 전체적으로 고려할 때 관형에 관계없이 고형량비 3/5으로 조정하여 살균 가공함이 최적조건이었다.

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전기유도보일러의 발열효율개선을 위한 권선최적설계 (Optimal Design of a Coil for Improved Heating Efficiency of Electric Induction Boiler)

  • 김윤현;김솔
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.476-482
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    • 2019
  • 본 기후변화협약, 온실가스배출규제와 같은 규제적 규약들은 고효율 에너지 기자재 개발과 에너지의 효율적 이용을 촉진하는 촉매로 작용하고 있다. 에너지소비가 큰 분야 중 전열기기가 효율이 좋지 못한 편이다. 전기보일러는 히터에 물을 접촉시켜 순환시키는 방식을 주로 사용하고 있다. 기존 전기보일러를 활용할 경우 물의 미네랄이 고온의 히터와 접촉하여 탄화되어 흡착되는 과정에서 히터의 부식을 촉진시키고 히터의 효율을 저하시킨다. 이러한 이유로 에너지 효율이 높고, 전도나 대류가열보다 피가열물을 균일하게 가열시킬 수 있는 유도가열방식을 보일러에 적용시킨 전기유도보일러가 각광을 받고 있는데, 이 방식은 물이 담겨 있는 보일러 관로를 유도가열방식으로 가열하여 직접가열시 발생하는 문제를 해결시킬 수 있는 대안으로 인정받고 있다. 비교적 오랜 기간 유도가열에 대한 연구가 이루어졌음에도 불구하고 유도가열을 이용한 전열기술에 대한 연구결과는 그리 많지 않은 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전기유도보일러의 발열효율을 개선하기 위하여 매개변수연구방법을 통하여 권선의 단면적, 권선의 수 및 권선의 겹수에 의한 영향을 유한요소법을 이용하여 해석하고 발열의 요소가 되고 있는 동손과 철손을 분석하여 발열을 극대화시킬 수 있는 권선설계방법으로 총손실이 최대가 되는 설계점을 찾는 방법을 제시하였다.