• 한국재료학회지
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• 제8권4호
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• pp.299-303
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• 1998

탄소섬유강화 탄소복합재료를 구성하는 탄소매트릭스 프리커서로서 또는 함침제로서 사용되는 퍼퓨릴알콜의 열안전성과 탄소수율에 $2000^{\circ}C$에서 열처리한 흑연분말과 함침 후 경화시 승온속도가 미치는 영향을 열분석방법을 이용하여 조사하였다. 퍼퓨릴알콜에 30wt%의 흑연분말을 첨가하였을 때와 동시에 승온속도가 분당 $35^{\circ}C$일 때 퍼퓨릴알콜/흑연분말 혼합물은 가장 높은 열안정성을 보여주었으며, 흑연분말을 사용하지 않은 경우보다 $1000^{\circ}C$이상에서의 탄소수율이 10%이상 향상되었다. 이러한 결과는 탄소복합재료의 밀도화에 수반되는 탄화$\longrightarrow$함침$\longrightarrow$경화$\longrightarrow$재탄화 반복공정의 횟수를 줄이는데 다소 기여할 것으로 판단되었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권12호
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• pp.113-122
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• 2021

Complicated residual stress distributions occur in the vicinity of a deposited region via directed energy deposition (DED) process owing to the rapid heating and cooling cycle of the deposited region and the substrate. The residual stress can cause defects and premature failure in the vicinity of the deposited region. Several heat treatment technologies have been extensively researched and applied on the part deposited by the DED process to relieve the residual stress. The aim of this study was to investigate the residual stress characteristics of a specimen fabricated by DED and a quenching process using thermomechanical analyses. A coupled thermomechanical analysis technique was adopted to predict the residual stress distribution in the vicinity of the deposited region subsequent to the quenching step. The results of the finite element (FE) analyses for the deposition and the cooling measures show that the residual stress in the vicinity of the deposited region significantly increases after the completion of the elastic recovery. The results of the FE analyses for the heating and quenching stages further indicate that the residual stress in the vicinity of the deposited region remarkably increases at the initial stage of quenching. In addition, it is observed that the residual stress for quenching is lesser than that after the elastic recovery, irrespective of the deposited material.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.183-191
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• 2023

This study was conducted experimentally to investigate the surface temperature of the heat sink, the air temperature in the flow channel and the sample temperature by changing the channel number of channel type heat sink and the air flow rate when heating and cooling the bio sample. The target temperature of the sample was 15℃ or less as the minimum value and 82℃ or more as the maximum value. In this study, the channel number of the heat sink(N = 1, 2, 4, 5, 10) and the air flow rate(Q=25, 42, 54m³/min) were varied. The bio sample was replaced with water, and the volume of water is 4mL. The size of the heat sink is 80x73x150mm and the material is aluminum. When cooling the sample, the surface temperature, the air temperature and the sample temperature were highly dependent on the number of channels and the flow rate. However, when the sample is heated, the surface temperature, air temperature and sample temperature do not depend on the number of channels and the flow rate. It was found that the conditions for satisfying the minimum temperature of 15℃ or less when cooling the sample were the number of channels N≥5 and the flow rate Q≥42m³/min. When heating the sample, the conditions to satisfy the maximum temperature of 82℃ or more are the number of channels N≤5 and the air flow rate Q≤42m³/min.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권1호
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• pp.81-87
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• 2023

Heaters using the resistance heating principle are used in various industrial fields that require heat and are also essentially used in bidet among small home appliances. A planar heater and a coil-inserted heater mounted on a conventional commercially used bidet have disadvantages and limitations of complicated manufacturing process and local heating. In this study, silver-palladium (Ag-Pd) powder material was used for a screen-printing process that is more advantageous in achieving simplification than the existing process, and a rod-type heater for bidet was manufactured. The on-off cycle test under actual conditions was conducted to confirm the durability and the capability of the fabricated heater, and the fabricated heater operated more than 2,600 on-off cycles, which means it could be applied for a commercial product. In addition, through the on-off cycles under harsh conditions, the cause of failure was identified after the test that the durability limit temperature of the heater was 850℃. Through Ag-Pd rod heater in this study, it is expected to contribute to the efficient development of electrode materials for heaters and the improvement of the durability of heaters in the future.

• 플랜트 저널
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• 제10권2호
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• pp.38-47
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• 2014

2012년부터 신재생에너지 의무공급제도가 국내에 도입되고, 전 세계적인 에너지 절약과 환경보존 측면에서 미활용 및 신재생에너지원에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 특히, 중저온 열원의 활용방안에 대하여 많은 관심과 연구가 활발하게 진행되면서 고부가가치의 전력생산이 가능한 유기랭킨사이클이 그 대안으로 떠오르고 있다. 따라서 본 연구에서는 유기랭킨사이클 발전시스템을 하수 처리장 1,500 kW 바이오가스엔진 배기열을 열원으로 하부 사이클을 구성하여 성능해석 상용 프로그램으로 성능특성을 예측하였다. 바이오가스엔진 배열의 실제 운전조건은 $460^{\circ}C$의 온도와 매 초당 2.7 kg의 유량으로 운전되고 있었다. 이러한 열원 온도에 적합한 작동유체를 다수 선정하여 작동유체 종류별 성능해석을 수행하였으며, 최고의 성능이 나타나는 이소펜탄의 경우 163.1 kW의 발전출력과 13.66%의 효율을 얻을 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.157-164
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• 2016

본 연구에서는 SI 공정 시스템에서 헬륨 가열 장치에 대한 설계와 건조 데이터 확보를 위한 파이롯 규모의 헬륨 가열 장치 시스템에 대한 예비 설계 및 해석을 수행하였다. 헬륨 가열기는 LPG연소로를 활용하도록 설계하였고, 열유동 해석을 수행한 결과, 열교환기 출구측에서 LPG 연소가스의 유속이 약 40 m/s가 되었다. 최대온도는 6개의 베플이 설치된 경우가 4개의 베플이 설치된 경우보다 높게 나타나며, 이는 6개의 베플일 때 연소가스에서 헬륨가스로의 열전달이 좋아질 것임을 의미한다. 더불어, 베플수가 많아지면 LPG 연소가스의 유량을 감소시킬 수 있어 연료비용을 저감할 수도 있음을 의미한다. 다만, 베플수를 무한정 증가시키면 입출구의 압력차가 증가되기 때문에 최적의 베플수 선정이 중요하다. 열유동 해석에 이어 수행한 구조해석에서는 헬륨의 유량을 3.729 mol/s, 출구 온도를 $910^{\circ}C$로 유지할 경우 관의 양 끝단에서 지지하는 경우 중간부분의 팽창률이 3.86 mm임을 확인하였다. LPG 연소로 헬륨 가열시스템에서 shell & tube type의 열교환기를 적용하여 $135^{\circ}C$의 헬륨이 $910^{\circ}C$로 가열하여 유출하기 위해서 약 $1300^{\circ}C$의 연소가스 온도 및 52 g/s의 연소가스 유량이 확보되어야 함을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제18권4호
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• pp.318-330
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• 2009

본 한국원자력연구원에서는 국제열핵융합실험로(ITER)의 일차벽을 개발하기 위해 그라파이트 히터를 이용한 고열부하 시험시설 KoHLT-1(Korea Heat Load Test facility-1)을 구축하였으며, 현재 정상적으로 가동되고 있다. KoHLT-1의 주목적은 Be-CuCrZr-SS의 이종 금속이 HIP 방법에 의해 접합된 ITER 일차벽 mockup의 접합 건전성을 확인하는데 있다. KoHLT-1은 판형 그라파이트 히터, 냉각 jacket이 부착된 상자형 시험용기, 직류 전원, 냉각계통, He 기체 공급계통과 각종 진단계통으로 구성되어 있으며, 이 모든 시설은 Be 처리가 가능한 특수 정화계통이 설치된 실험실에 설치되었다. 그라파이트 히터는 두개의 시험 대상물 사이에 설치되며, 시험대상물과의 거리는 $2{\sim}3\;mm$이다. 시험 대상물의 크기와 요구되는 열유속에 따라 여러 가지의 그라파이트 히터를 설계, 제작하였으며, 전기 저항은 고온 운전 중에 $0.2{\sim}0.5{\Omega}$이 되도록 하였다. 히터는 100V/400 A의 직류전원에 연결되어 있으며, PC와 multi function module로 구성된 전류 조정계통에 의해 미리 프로그램되어 있는 패턴으로 전류를 자동 조절하게 된다. 두 시험대상물에 인가되는 열유속은 calorimetry법에 의해 냉각수의 입, 출구 온도와 유량을 측정하여 얻게 된다. 여러 가지 형태의 ITER 일차벽 Be mockups에 대해 고열부하 시험을 수행하였으며, 시험을 통하여 KoHLT-1 고열부하 시험 시설의 성능이 확인되었고, 24시간 이상의 연속 운전에 있어서도 그 신뢰성이 입증되었다.

• KIEAE Journal
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• 제11권4호
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• pp.87-94
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• 2011

This study was suggested to develop sustainable durability design system and proposed the plan to evaluate design conditions that meet the intended service life and $LCCO_{2}$ reduction level of reinforced concrete structure easily from the early design stage. For that the W/B and covering depth of the concrete structure were calculated through calculation of service life based on standard specification expression and the quantitative reduction rate of the vertical member of reinforced concrete structure by the calculated W/B was applied. Life cycle of building classified into construction stage, operation stage, maintenance stage, and demolition/disposal stage and the method of $CO_{2}$ evaluation of each stage was proposed. For construction stage, the major construction materials that take up over 80% $CO_{2}$ emitting during building construction were selected and the $CO_{2}$ evaluation method for 5 standard apartment houses was proposed. Also, for operation stage, $CO_{2}$ emission was calculated through calculation of heating load by energy efficiency rating certification system. For maintenance stage, $CO_{2}$ emission was calculated using concept of re-construction by life and for demolition/disposal stage was calculated with the use of construction standard estimate. As a result of the case study by such evaluation methods, 80 years of service life and 17 specifications of sustainable durability design that meet the 40% intended $LCCO_{2}$ reduction level were deduced. The Maximum $LCCO_{2}$ reduction rate was analyzed by 47.2%.

• Journal of Welding and Joining
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• 제33권6호
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• pp.6-12
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• 2015

Thermal fatigue life of the automobile exhaust manifold is directly affected by the restraint force according to the structure of exhaust system and bead shape of the welded joints. In the present study, the microstructural changes and precipitation behavior during thermal fatigue cycle of the 18wt% Cr ferritic stainless steel weld heat affected zone (HAZ) considering restraint stress were investigated. The simulation of weld HAZ and thermal fatigue test were carried out using a metal thermal cycle simulator under complete constraint force in the static jig. The change of the restraint stress on the weld HAZ was simulated by changing the shape of notch in the specimen considering the stress concentration factor. Thermal fatigue properties of the weld HAZ were deteriorated during cyclic heating and cooling in the temperature range of $200^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$ due to the decrease of Nb content in solid solution and coarsening of MX type precipitates, laves phase, $M_6C$ with coarsening of grain and softening of the matrix. As the restraint stress on the specimen increased, the thermal fatigue life was decreased by dynamic precipitation and rapid coarsening of the precipitates.

• 대한기계학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.569-575
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• 1984

본 연구에서는 가장 하혹한 부식 환경 분위기에서 널리 사용되는 오오스테나 이트계 스테인레스 강재 용접부에 대해 비등 염화 마그네슘 용액 중에서의 SCC 발생 및 전파특성을 초기 응력강도계수(initial Stress intensity factors) $K_{Ii}$ 값에 대하여 비교, 검토함으로서 모재, 용접열 영향부, 용착금속 및 비이드 형상에 따른 용 접부의 SCC 감수성을 정량적으로 구명하였다. 또한 이상과 같은 각 부분의 SCC 특성 을 용접부의 조직적 및 기계적 특성 변화와 관련시켜 고찰하였다.