전 세계적인 천연가스 저열량화 추세에 따라 우리나라 천연가스 열량 기준이 기존의 표준 열량제에서 보다 유연한 열량범위제로 개선되었다. 이 같은 변화는 가정이나 산업체 전반에 걸쳐 가스기기 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에 이를 규명하고자 하는 연구가 필요하다. 특히 열병합 발전용 엔진으로 사용되는 디젤-CNG 혼소엔진의 경우 도시가스를 주 연료로 사용하기 때문에 발열량 변화는 발전 사업자의 수익성 확보와 연관되는 중요한 사안이다. 따라서 본 연구에서는 열량범위제 내에서 허용하는 CNG 발열량 변화가 디젤-CNG 혼소엔진의 배기특성에 주는 영향에 대해 조사하였다. 도시가스 발열량 변화를 모사하기 위해 열량 범위 상한선인 $10,400kcal/Nm^3$의 CNG 연료에 질소를 희석시켜 발열량을 $10,400kcal/Nm^3$에서 $9,400kcal/Nm^3$까지 변경하였다. 혼소율 80% 조건에서 디젤 연료 분사 시기는 16 CAD BTDC, 분사압력은 110 MPa로 고정하고 엔진회전수 및 토크는 1800 rpm/500 Nm으로 설정하여 시험을 수행하였다. 엔진시험 결과 발열량이 감소할수록 불완전연소가 증가하여 THC, $CH_4$ 및 CO 배출량은 증가하는 반면 NOx 배출량은 감소함을 확인하였다. 그리고 이 같은 결과를 바탕으로 배기 특성 변화에 대해 대응할 수 있는 방안에 대해 고찰하였다.
Recently, in proportion to increased demand on environmentally-friendly heat source, efficient management of district heating(DH) system becomes one of important issue. The objectives of this paper are to systematize data processing of transition temperature, investigate the effect of temperature variations on thermal fatigue and find out a way to improve design fractures of Korean DH pipes. For this purpose, reliable fatigue lift evaluation procedures are examined and applied to quantify thermal fatigue lives. Also, as a prototypal optimization analysis results, mean value of original cross sectional area of selected pipes was reduced 18.6% sustaining their sufficient margins against fatigue failure. So, it is anticipated that the output of this research can be used as useful information of optimal design and operation in the future.
The study presents structural integrity assessment of ductility degradation of a baffle former assembly by performing finite element analysis considering real loading conditions and stress triaxiality. Variations of fracture strain curves of type 304 austenitic stainless steel with stress triaxiality are derived based on the previous study results. Temperature distributions during normal operation such as heat-up, steady state, and cool-down are calculated via finite element temperature analysis considering gamma heating and heat convection with reactor coolant. Variations of stress and strain state during long operation period are also calculated by performing sequentially coupled temperature-stress analysis. Fracture strain is derived by using the fracture curve and the stress triaxility. Finally, variations of ductility degradation damage indicator with the fracture strain and the equivalent inelastic strain are investigated. It is found that maximum value of the ductility degradation damage index continuously increases and becomes 0.4877 at 40 EFPYs. Also, the maximum value occurs at top and middle inner parts of the baffle former assembly before and after 20 EFPYs, respectively.
In this paper, performances of solar hot water supply systems are parametrically analyzed with the variations of solar collector area, slope of collector and volume of storage. All simulations are conducted by using TRNSYS computer program. Average solar fractions, collector efficiencies and temperatures of storage are investigated monthly as well as annually. For system analysis, the maximum value of monthly average solar fractions has a limitation of 90 percent. As a result, the designed solar thermal system with $6m^2$ collector area, $50^{\circ}$ slope and $0.36m^2$ storage volume could provide almost an annual average solar fraction of 72 percent. By increasing the storage volume to $0.42m^2$, the annual solar fraction of system increases up to 73 percent.
Due to its carbon-neutral nature, biogas generated from anaerobic digestion or fermentation of biodegradable wastes is one of the important renewable energy sources to reduce global warming. It is mainly composed of methane and various inert gases such as $CO_2$ and $N_2$, and the actual composition of biogas significantly varies depending on the origin of anaerobic digestion process. Therefore, in order to effectively utilize this fuel as an energy source for electricity, it is important to develop power generation engines which can successfully apply biogas with significant composition variations. In this study, efforts have been made to develop a diesel-biogas duel fuel engine as a way to achieve such a stable power generation. The effects of diesel fuel injection quantity and pressure on stable combustion and engine performance were investigated, and an impact of diesel fuel atomization was discussed. The engine test results show that there exists a 2 stage combustion which consists of diesel pilot fuel burning and premixed biogas/air mixture burning in dual fuel engine operation and optimum diesel injection parameters were suggested for biogases with various compositions and heating values.
Based on the monthly weather report of Korea Meteorological Administration (KMA) and daily sea surface temperature (SST) data from National Fisheries Research and Development Institute (NFRDl) (1991-2001), mean heat fluxes were estimated at the Gunsan harbor Net heat flux was transported from the air to the sea surface during March to early September, and it amounts to $125\;Wm^{-2}$ in average daily during May to June. During the middle of September to February, the transfer of net heat flux was conversed from the sea surface to the air with $-125\;Wm^{-2}$ in mininum value in October. Short wave radiation was ranged from 50 to $248\;Wm^{-2}$ showing maxima in April to June. Long wave radiation was ranged from 25 to $92\;Wm^{-2}$ with mininum value in June to July. Sensible heat flux denoting negative values in April to August was ranged from -30 to $72\;Wm^{-2}.$ Latent heat flux was ranged from 15 to $82\;Wm^{-2}$ with maxima in August to September. The phase of heat exchange was changed from cooling to heating in the end of February, and from heating to cooling In the beginning of September. The advective term of heat flux showed minima in April to June and maxima in November. The ratio of temperature variations was 1.37 in the sea surface process and the horizontal process by advection. This indicates that the main factor in variation of temperature at Gunsan harbor is the heat exchange process through the sea surface from the air.
Biomass is material that is comprehensive of carbonaceous materials from plants, crops, animals, and algae. It has been used as one of heating fuel since the beginning the emergence of human beings. Since biomass is regarded as carbon-neutral energy source, it has recently been attracting attention as an energy source that can replace fossil fuels. The most widely applied field is distributed power generation, and a method of generating electric power by driving an internal combustion engine with syngas produced by gasifier is chosen. While the composition of the syngas produced in gasifiers changes depending on the air flowing into the reactor, commercialized gasifiers so far do not control the air flowing into the reactor. When the inner pressure in reactor increases, the air sucked into the reactor is reduced. That change of amount of air makes the composition of syngas varied. Those variations of composition of syngas cause the incomplete combustion hence the power output of engine drops, which is a critical weakness of the gasification technology. In this paper, to produce the uniformly composed syngas, PID control is applied. The result was shown when the amount of air into the reactor is supplied with the constant amount using PID control, the standard deviation of caloric values of syngas is around 2[%] of its average value. Meanwhile the gasifier without PID control has the standard deviation of caloric values is around 7[%]. Therefore, Adopting PID control to supply constant air to the gasifier is highly desirable.
The measurement of the radiation energy, trunk temperature, leaf area index (LAI), air temperature, vapor pres-sure, and precipitation has been conducted under a mixed forest at Kwangneung Arboretum during the period of 2001. Characteristics of the diurnal and seasonal variation of the radiative energy were investigated. The aerodynamic roughness length was determined as about 1.6 m and the mean albedo was about 0.1 The downward short-wave radiation was linearly correlated with the net radiation and its correlation coefficient was about 0.96. From this linear relation, the heating coefficient was calculated and its annual mean value was about 0.21 The albedo and heating coefficient was varied with season, surface characteristics, and meteorological conditions. The diurnal and seasonal variations of radiation energy were discussed in terms of the surface characteristics and meteorological conditions. In the daytime, during clear skies, net radiation was dominated by the shortwave radiation. In presence of clouds and fog, the radiation energy was diminished. At night, the net radiation was entirely dominated due to the net longwave radiation. There was no distinct diurnal variation in net radiation flux during the overcast or rainy days. The net radiation was strongest in spring and weakest in winter. The seasonal development in leaf area was also reflected in a strong seasonal pattern of the radiation energy balance. The timing, duration, and maximum leaf area and trunk temperature were found to be an important control on radiation energy budget. The trunk temperature was either equal or warmer than air temperature during most of the growing season because the canopy could absorb a substantial amount of sunlight. After autumn (after the middle of October), the trunk temperature was consistently cooler than air temperature.
Belyaev, Fedor S.;Evard, Margarita E.;Volkov, Aleksandr E.;Volkova, Natalia A.;Vukolov, Egor A.
Smart Structures and Systems
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제30권3호
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pp.245-253
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2022
A two-layer beam consisting of an elastoplastic layer and a functional layer made of shape memory alloy (SMA) TiNi is considered. Constitutive relations for SMA are set by a microstructural model capable to calculate strain increment produced by arbitrary increments of stress and temperature. This model exploits the approximation of small strains. The equations to calculate the variations of the strain and the internal variables are based on the experimentally registered temperature kinetics of the martensitic transformations with an account of the crystallographic features of the transformation and the laws of equilibrium thermodynamics. Stress and phase distributions over the beam height are calculated by steps, by solving on each step the boundary-value problem for given increments of the bending moment (or curvature) and the tensile force (or relative elongation). Simplifying Bernoulli's hypotheses are applied. The temperature is considered homogeneous. The first stage of the numerical experiment is modeling of preliminary deformation of the beam by bending or stretching at a temperature corresponding to the martensitic state of the SMA layer. The second stage simulates heating and subsequent cooling across the temperature interval of the martensitic transformation. The curvature variation depends both on the total thickness of the beam and on the ratio of the layer's thicknesses.
시판(市販) 식용대두유(食用大豆油)에 항산화제(抗酸化劑) BHA, BHT, PG를 200 ppm씩 첨가(添加)하여 $150{\pm}2^{\circ}C$에서 30분간(分間) 가열(加熱)한 후 23.5시간(時間) 방냉(放冷)하는 조작(操作)을 6회(回) 반복(反復)하였다. 그리고 이 반복과정(反復過程)에 따르는 항산화제(抗酸化劑)의 잔존율(殘存率)의 변화(變化)와 기질(基質)의 일부(一部) 물리적(物理的), 화학적성질(化學的性質)의 변화(變化)를 조사(調査)하였다. 그 결과(結果)는 아래와 같다. 1. 반복가열조작(反復加熱操作)의 회수(回數)에 따르는 항산화제(抗酸化劑)의 잔존율(殘存率)은 2회(回 )의 경우 BHA 60.5%, BHT 55.7%, PG 40.5%로써 PG는 초기농도(初期濃度)의 1/2이상(以上)이 손실(損失)되었다. 한편, 6회(回)의 경우, BHA 5.7%, BHT 3.0%, PG 1.8%로써 첨가(添加)된 항산화제(抗酸化劑)의 거의 전부(全部)가 손실(損失)되었다. 2. 반복가열조작(反復加熱操作)에 따르는 control을 포함하는 모든 기질(基質)의 굴절율(屈折率), 점도(粘度)의 변화(變化)는 초기(初期)에는 그 증가(增加)가 원만했으나 4회이후(回以後)에는 모두 급격(急激)히 증가(增加)했다. 한편 color index는 초기(初期)에는 급격(急激)히 증가(增加)했으나 2회이후(回以後)에 는 그 증가속도(增加速度)는 상당(相當)히 감소(減少)되었다. 3. 또한 항산화제(抗酸化劑)의 잔존율(殘存率)이 감소(減少)함에 따라 기질(基質)에 대한 각항산화제(各抗酸化劑)의 산패억제작용(酸敗抑制作用)도 급격(急激)히 저하(低下)되었다. 즉, 6회(回) 반복가열(反復加熱)후에는 각항산화제(各抗酸化劑)가 첨가(添加)되었든 기질(基質)들의 과산화물가(過酸化物價), TBA가(價), 산가(酸價)는 control의 그것과 별차(差)가 없었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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