The objective of this study was to experimentally investigate the effect of heat curing methods on the temperature history and strength development of slab concrete exposed to $-10^{\circ}C$. The goal was to determine proper heat curing methods for the protection of nuclear power plant structures against early-age frost damage under adverse (cold) conditions. Two types of methods were studied: heat insulation alone and in combination with a heating cable. For heat curing with heat insulation alone, either sawdust or a double layer bubble sheet (2-BS) was applied. For curing with a combination of heat insulation and a heating cable, an embedded heating cable was used with either a sawdust cover, a 2-BS cover, or a quadruple layer bubble sheet (4-BS) cover. Seven different slab specimens with dimensions of $1200{\times}600{\times}200$ mm and a design strength of 27 MPa were fabricated and cured at $-10^{\circ}C$ for 7 d. The application of sawdust and 2-BS allowed the concrete temperature to fall below $0^{\circ}C$ within 40 h after exposure to $-10^{\circ}C$, and then, the temperature dropped to $-10^{\circ}C$ and remained there for 7 d owing to insufficient thermal resistance. However, the combination of a heating cable plus sawdust or 2-BS maintained the concrete temperature around $5^{\circ}C$ for 7 d. Moreover, the combination of the heating cable and 4-BS maintained the concrete temperature around $10^{\circ}C$ for 7 d. This was due to the continuous heat supply from the heating cable and the prevention of heat loss by the 4-BS. For maturity development, which is an index of early-age frost damage, the application of heat insulation materials alone did not allow the concrete to meet the minimum maturity required to protect against early-age frost damage after 7 d, owing to poor thermal resistance. However, the combination of the heating cable and the heat insulating materials allowed the concrete to attain the minimum maturity level after just 3 d. In the case of strength development, the heat insulation materials alone were insufficient to achieve the minimum 7-d strength required to prevent early-age frost damage. However, the combination of a heating cable and heat insulating materials met both the minimum 7-d strength and the 28-d design strength owing to the heat supply and thermal resistance. Therefore, it is believed that by combining a heating cable and 4-BS, concrete exposed to $-10^{\circ}C$ can be effectively protected from early-age frost damage and can attain the required 28-d compressive strength.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.24
no.5
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pp.551-561
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2008
In order to clarify the impact of anti-heat insulation pavement on the thermal structure of atmospheric boundary layer, field experiments and numerical simulations were carried out. Field experiment with various pavements were also conducted for 24 hours from 09LST 19 June 2007. And numerical experiment mainly focused on the impact of albedo variation, which is strongly associated with thermal characteristics of insulated pavement materials, on the temporal variation of planterly boundary layer. Numerical model used in this study is one dimension model with Planterly Boundary Layer developed by Oregon State University (OSUPBL). Because anti-heat insulation pavement material shows higher albedo value, not only maximum surface temperature but also maximum surface air temperature on anti-heat insulation pavement is lower than that on asphalt. The maximum value of surface temperature only reach on $49.5^{\circ}C$. As results of numerical simulations, surface sensible heat flux and the height of mixing layer are also influenced by the values of albedo. Therefore the characteristics of urban surface material and its impact on atmosphere should be clarified before the urban planning including improvement of urban heat environment and air quality.
Kim D. L.;Yang H. S.;Jung W. M.;Lee B. S.;Shin P. K.;Hwang S. D.
Progress in Superconductivity and Cryogenics
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v.7
no.3
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pp.39-42
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2005
In this paper, the thermal characteristics of multilayer insulation (MLI) were experimentally investigated by using boil-off calorimetry method for seeking optimum standards of thermal insulation conditions. It is necessary to design the thermal insulating efficiency for applying to cryogenic instruments such as HTS power cable system. It is well known that the thermal characteristics and heat transfer of MLI are greatly affected by various MLI structures such as the number of layers and layer density, etc. However, it is difficult to know the thermal characteristics of MLI correctly. The heat leak by MLI between room temperature and liquid nitrogen temperature was measured at various conditions using a cylindrical cryostat. The cryostat consists of two guard vessels located at both end sides and a test vessel between them. The guard vessels are also filled with liquid nitrogen to prevent radiation heat leak through the both end side of the cylindrical test vessel to measure the heat leak only through MLI.
MLI(Multi-layer Insulation) is widely used to get highly insulating on cryogenic system in order to reduce heat loads. MLI for satellites thermal performance is changed by materials and laminated method. In this study, a composite multilayer insulation by application of heat stroage tank performance were compared with materials and laminated to change the way. Experimental methods of the KS C 9805 was used, the composite multilayer insulation and EPS was compared with the insulation performance. A method for analysis of experimental results is the equivalent thickness about CMI and the insulation performance were used to compare thermal conductance. As a results, the equivalnet thickenss and the thermal conductance of the composite multilayer insulation were smaller than the EPS and the thermal performance are more excellent. In addition, the configuration of the composite multilayer insulation materials and laminated method varies depending on the overall heat transfer coefficient was confirmed.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.25
no.8
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pp.471-476
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2013
The present study has been carried out to elucidate the optimal method for the performance test of a refrigerator vacuum insulation panel (VIP), by using numerical heat transfer analysis. Three locations of heat flux meter have been tested, for deriving the best test method to clarify the normal or the abnormal condition of the vacuum insulation panel in a refrigerator. The first location of the heat flux sensor is at the same place as the heater, the second one is at the nearby side location of the heater and the third one is at the opposite side location of heater in the refrigerator. The heat flux and $1/q^{{\prime}{\prime}^2}$ or $q^{{\prime}{\prime}^4}$ were calculated for the cases with the normal VIP, and with the abnormal VIP, and their differences analyzed. From the present study, the first and the second method had a mere difference characteristics of heat flux and $1/q^{{\prime}{\prime}^2}$ or $q^{{\prime}{\prime}^4}$, between the cases with the normal or the abnormal VIP. The magnitude of the heat flux after 300sec had a great difference between the cases with the normal or abnormal VIP for the third method, and it could be considered the most optimal method to test the performance of a refrigerator vacuum insulation panel.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.16
no.6
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pp.595-601
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2016
The insulation performance of the insulation currently used in building structures is reflected only during design based on initial performance and the reduction in heat insulation performance due to the degradation of long-term durability is not reflected. This study reviewed the degradation of heat insulation performance due to the durability degradation of insulating materials through the accelerated durability test. The study findings showed that the foamed polystyrene insulation bead method did not show performance degradation due to aging in the standard environmental condition and laboratory accelerated test condition but the performance is degraded in the freeze-thaw test condition. On the other hand, in the case of the extrusion method, the degradation of the heat insulation performance was less in the freeze-thaw test condition, but the rapid performance degradation was caused by the release of the internal gas at the beginning of aging. In addition, the hard polyurethane foam insulation showed better initial insulation performance than other insulation materials, but the performance was found to be degraded somewhat under laboratory accelerated test conditions and freeze-thaw test conditions.
An experimental study was performed to evaluate the effects of surface coating and an enhanced insulation structure on the downward facing boiling process and the critical heat flux on the outer surface of a hemispherical vessel. Steady-state boiling tests were conducted in the Subscale Boundary Layer Boiling (SBLB) facility using an enhanced vessel/insulation design for the cases with and without vessel coatings. Based on the boiling data, CHF correlations were obtained for both plain and coated vessels. It was found that the nucleate boiling rates and the local CHF limits for the case with micro-porous layer coating were consistently higher than those values for a plain vessel at the same angular location. The enhancement in the local CHF limits and nucleate boiling rates was mainly due to the micro-porous layer coating that increased the local liquid supply rate toward the vaporization sites on the vessel surface. For the case with thermal insulation, the local CHF limit tended to increase from the bottom center at first, then decrease toward the minimum gap location, and finally increase toward the equator. This non-monotonic behavior, which differed significantly from the case without thermal insulation, was evidently due to the local variation of the two-phase motions in the annular channel between the test vessel and the insulation structure.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.11
no.4
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pp.97-103
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2012
This study investigates thermal insulation properties of multi layer materials depending on thickness of air layers. Numerical analysis on the heat flow of different insulating materials was conducted to identify whether their temperature distributions demonstrate the reduced rate of heat transfer conclusively or not. Analytical model is divided into two categories. One is to distinguish temperature distribution of the air-layer materials from the non-air layer ones. The other is to compare the efficacy between eight-layered insulating materials with no air-layer contained and three-layered insulating materials which include an air-layer definitely. In the latter case, the identical thickness is assigned to each material. The effect of thermal insulation by including an air-layer is verified in the first analytical model. The result of the second model shows that the insulation of the eight-layered materials is coterminous at the three-layered ones with an air-layer and the thermal insulation of the two materials is imperceptible. The benefits of cost and energy saving are anticipated if air-layers are efficiently incorporated in multi layer insulating materials in a greenhouse.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.15
no.2
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pp.95-102
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2003
Optimization for the insulation thickness and external shape of a household refrigerator is peformed in order to minimize thermal load through the insulation wall. The one dimensional conduction heat transfer model is adopted to calculate thermal load. Calculus of variation is employed to optimize the thickness and shape of refrigerator or freezer. The uniform distribution of an insulation thickness and cubed external shape make thermal load minimize. Finally, by using both of the computational and experimental method, the thermal load is minimized for a refrigerator/freezer. It is shown that there exists optimal thickness of insulation walls and external shape for given the external cabinet dimensions and freezer and refrigerator internal volumes, Also, the analytical results are well agreed with the experimental results.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2023.05a
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pp.227-228
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2023
This study is tocompare and analyze the results of hydration heat analysis and on-field measurements using the method with hydration heat difference and insulation curing method for controlling hydration heat in mass concrete. As a result of the analysis, the temperature difference between the center and the surface was predicted very similarly, and the mass concrete surface was controlled to a safe level when evaluating with a temperature crack index, and after being finished, it was confirmed that there was no hydration crack.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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