• 제목/요약/키워드: High Pressure Freezing

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극저온 고압액체수소 공급을 위한 실험실 규모 인쇄기판 열교환기의 복합열전달 해석을 통한 방빙설계에 관한 연구 (A Study on Anti-Icing Design by Conjugate Heat Transfer Analysis in a Lab-Scale Printed Circuit Heat Exchanger for Supply of Cryogenic High Pressure Liquid Hydrogen)

  • 손상호;김우경
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제33권5호
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    • pp.541-549
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    • 2022
  • This study investigates anti-icing design by conjugate heat transfer analysis in lab-scale printed circuit heat exchanger (PCHE) for supply of cryogenic high pressure liquid hydrogen. The conjugate heat transfer analysis by using computational dynamics (CFD) provided various temperature distributions at important locations in PCHE heat exchanger and predicted the possibility of freezing in hot channel. And, the effect of inlet temperature of glycol water was analyzed in order to resolve the freezing problem in PCHE.

CLSM [Confocal Laser Scanning Microscope] Observation of the Surface Roughness of Pressurized Rock Samples During Freeze/Thaw Cycling

  • Kim, Hye-jin;Choi, Junghae;Chae, Byung-gon;Kim, Gyo-won
    • 지질공학
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    • 제25권2호
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    • pp.165-178
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    • 2015
  • Physical and chemical weathering degrades rock, affecting its structural properties and thus the stability of stone buildings or other structures. Confocal laser scan microscopy (CLSM) is used here to observe temporal changes in the surface roughness of rock samples under simulated accelerated weathering. Samples were pressurized to 50, 55, or 70 MPa using a pressure frame, and subjected to freeze/thaw cycling controlled by a thermostat. The temperature was cycled from -20℃ to 40℃ and back. After each 20 cycles, CLSM was used to assess the change in surface roughness, and roughness factors were calculated to quantify the progression of the surface condition over time. Variations in cross-section line-roughness parameters and surface-roughness parameters were analyzed for specific parts of the sample surfaces at 5× and 50× magnification. The result reveals that the highest and lowest values of the roughness factors are changed according to elapsed time. Freezing/thawing at high pressure caused larger changes in the roughness factor than at low pressure.

어느점 내림 현상에 대한 교과서 내용 및 중등 과학 교사들의 개념 분석 (The Analysis of Textbook Contents and Science Teachers' Conceptions on Freezing Point Depression Phenomenon)

  • 하성자;김범기;백성혜
    • 한국과학교육학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.88-97
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    • 2005
  • 이 연구에서는 어는점 내림에 대한 과학교과서의 설명 방식과 과학 교사들의 개념을 조사하였다. 분석한 교과서는 7차 교육과정에 근거하여 개발된 중학교 2학년 과학교과서 7종과 고등학교 화학 II 교과서 5종이었다. 교사들의 개념은 설문지를 통해 얻었으며, 연구 대상 교사의 수는 146명이었다. 교과서의 설명 유형은 '현상을 묘사' 하는 것과 '증기압 내림으로 설명' 하는 유형으로 구분하였다. 대부분의 중학교 교과서와 고등학교 교과서에서는 현상을 묘사하는 수준으로 어는점 내림을 설명하였으며, 이러한 현상이 일어나는 이유에 대한 설명은 없었다. 또한 어는점 내림을 설명하는 그래프의 내용도 교과서마다 달랐다. 교사들 역시 어는점 내림에 대해 제대로 이해하지 못하는 것으로 나타났다. 용질의 방해로 어는점 내림 현상을 이해하는 교사들도 많았다. 그러나 끓는점 오름 현상을 설명할 때 도입되는 이러한 개념이 어는점 내림에서는 어떻게 관련되는지 명확하게 설명하지 못하였다. 이 연구에서는 어는점 내림 현상을 설명하기 위하여 엔트로피의 개념을 도입할 필요성에 대해 주장하였다.

수직 연속주조 공정으로 제조된 Al-8Zn-2Mg-2Cu 빌렛의 표면 결함 형성에 미치는 주조 온도와 주조 속도의 영향 (Effect of Casting Temperature and Speed on Formation of Surface Defect in Al-8Zn-2Mg-2Cu Billets Fabricated by Direct-Chill Casting Process)

  • 이윤호;김용유;이상화;김민석;어광준;이동근
    • 한국주조공학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.241-251
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    • 2021
  • 7000계 알루미늄 합금은 다른 Al 합금에 비해 강도가 우수하여 주목을 받고있으며, 7000계 알루미늄 빌렛은 일반적으로 Direct-Chill (DC) 주조 공정을 통해 제조된다. DC 주조 공정으로 제조된 알루미늄 빌렛의 표면 결함은 주로 Exudation과 Meniscus freezing 현상과 관련이 있으며, 이는 합금 성분, 주조 속도 및 주조 온도의 영향을 받는다. 특히, 7000계 알루미늄 합금은 응고 과정에서 응고 온도 범위가 넓어 주조 결함이 발생하기 쉽다. 본 연구에서는 DC 주조 공정에 의해 제조된 Al-8Zn-2Mg-2Cu 합금 빌렛에 대한 표면 결함 변화에 대하여 조사하였다. 빌렛의 표면은 "Wavy" 또는 "Dot" 표면으로 관찰되었다. Wavy 표면은 낮은 주조 속도(200mm/min)와 온도(655℃)에서 Meniscus freezing 현상에 의해 형성되었으며, Concave 영역에서 Meniscus freezing 현상으로 인한 조성작 과냉으로 인해 미세한 수지상 조직이 관찰되었다. 반면에, 주조 온도가 높은 조건(675℃)에서는 Dot 표면이 기공 형성에 의해 형성되었으며, 높은 주조 속도(230mm/min)에서 제조된 Dot 표면을 갖는 빌렛에서는 높은 금속 수두압에 의해 Exudation 층이 형성되었다. Exudation 층의 Dot 영역과 Smooth 영역은 각각 미세한 수지상 형태와 주상정 형태의 조직이 관찰되었으며 이는 Dot 영역에서 가스 기공의 형성에 의한 결과이다.

가스압력조절식 나트륨 열관전기로를 이용한 은 고정점 실현과 고온백금저항온도 계측에의 응용 (Realization of silver fixed-point and application for the high temperature platinum resistance thermometry using the gas-pressure controlled sodium heat-pipe furnace)

  • 감기술;최인묵;양인석;김용규
    • 센서학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.116-121
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    • 2009
  • Pressure-controlled sodium heat pipe furnace was designed and fabricated, and its characteristics was investigated. Pressure control system was controlled within ${\pm}0.5\;Pa$ at 150 kPa and the stability of pressure was decreased to ${\pm}2.5\;Pa$, when the pressure-controlled system connected with the heat pipe. The melting curve of Ag fixed-point realized well by the adiabatic method using the pressure-controlled sodium heat pipe furnace and its accuracy showed ${\pm}2.27\;mK$ from the calculation of 20% to 80% at the plateau. The freezing curve of Ag fixed-point also realized and its plateau value was 2.23 mK lower than that of the melting curve.

동결-융해작용이 흙의 제강도특성에 미치는 영향(I) (Effects of the Freeze/Thaw Process on the Strength Characteristics of Soils(1))

  • 유능환;박승법
    • 한국농공학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.43-53
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    • 1989
  • In this research programs, a series test was conducted to show the effects of freeze/thaw process on the various soil properties. The tests were carried out taken from the west sea shore of Korean peninsular and the west sea shore of Scotland, and their results are as follows; 1. There was a positive total heave in a freezing run, although water may he expelled for the sample initially. The water flow must he reverse' from expulsion to intake. 2. The confining pressure had an overriding influence on the heave and frost penetration, a sudden change of the axial strain at failure with strain rate was observed occuring at a strain rate between 10-5 and 10-6, and the initial friction angle of frozen clay was appeared zero. 3. There was shown a significant decrease in liquid limit of soil which was subjected to freeze/thaw process for the initial value of about 20% because of soil particles aggregation. 4. The cyclic freeze/thaw caused a sinificant reduction in shear strength and its thixotropic regain. The frozen/thawed soil exibited negative strength regain, particularly at high freeze/thaw cycles. 5. The freezing temperature greatly influenced on the failure strength of soils and this. Trend was more pronounced the lower the freezing temperature and shown the ductile failure with indistinct peaks.

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초고압균질기 밸브 타입에 따른 coenzyme Q10 나노에멀젼의 제조 및 안정성 (Preparation and Its Stability of a Coenzyme Q10 Nanoemulsion by High Pressure Homogenization with Different Valve Type Conditions)

  • 임지선;강호진;윤성우;김형민;석종우;김도언;임재각
    • 한국식품과학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.565-570
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    • 2010
  • 본 연구에서는 coenzyme $Q_{10}$을 나노에멀젼화 하기 위해 초고압균질기를 이용하여 3가지 다른 형태의 밸브를 대상으로 평가를 진행하였으며, 선정된 밸브를 사용하여 제조된 coenzyme $Q_{10}$ 나노에멀젼의 품질 특성 및 안정성 평가를 하였다. 초고압균질기를 이용한 coenzyme $Q_{10}$ 나노에멀젼 제조 시 최적 조건은 150MPa, C 밸브, 통과 횟수 3회이었다. 제조된 나노에멀젼은 평균입자 크기가 40 nm, 제타 전위 값이 -57 mV을 나타내어 콜로이드 상태가 충분히 안정하다고 볼 수 있었다. 또한 수용액에 빠르게 분산되었으며, 이때 coenzyme $Q_{10}$ 100 mg을 함유한 증류수100 mL의 투과도 값이 90(%T)로 투명한 용액을 얻을 수 있었다. 제조한 coenzyme $Q_{10}$ 나노에멀젼은 $4^{\circ}C$$25^{\circ}C$에서 12주 동안 보존하여도 침전 또는 부유물을 발생시키지 않았고 coenzyme $Q_{10}$ 함량이 변하지 않았으며, 10일간의 동결처리 후에도 안정하였다. pH 2 용액을 제외하고는 pH(4-10) 처리와 열($95^{\circ}C$)처리 및 동결($-20^{\circ}C$)처리 시에도 안정하였다. 따라서 제조된 coenzyme $Q_{10}$ 나노에멀젼은 액체 형태 등 다양한 식품에 적용할 수 있는 가능성을 확보하였으며, 유통시에는 상온보다는 냉장 보관이 더 적합 할 것으로 판단된다.

실내 동상시스템을 이용한 노상토의 동상민감성 평가 (The Frost Heaving Susceptibility Evaluation of Subgrade Soils Using Laboratory Freezing System)

  • 신은철;류병현;박정준
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.13-23
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    • 2013
  • 겨울에는 시베리아기단에 의해 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받는 계절동토지역인 우리나라는 춥고 건조하여 1월 평균기온이 $-6{\sim}-7^{\circ}C$의 영하의 온도로 낮아져 지반동결시 수분이동으로 동상현상이 발생하여 지반구조물의 불균형 동결팽창을 초래한다. 동상 발생시 토립자는 모관력에 의해 지하수를 흡수하여 아이스렌즈를 형성하며, 이 모관 흡수력은 토립자의 크기에 영향을 받는다. 본 연구에서는 흙의 종류에 따른 동상민감성의 차이를 알아보기 위하여 공학적 특성이 다른 10종류의 흙시료에 대하여 물리적 특성 파악과 통일분류법에 의한 흙 분류를 통해 실내동상실험을 실시하였다. 이에 각각 흙의 종류에 따른 동결깊이, 동상팽창량, 부동수분, 아이스렌즈와 같은 동상특성을 확인하여 시료의 동상민감성을 평가하였다.

Selection of working fluid for cryosurgical probe considering biological heat transfer

  • Hwang, Gyu-Wan;Jeong, Sang-Kwon
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.46-49
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    • 2007
  • This paper describes the sensitive cooling performance change of J-T refrigerator for cryosurgical probe due to its working fluid. The analytical results of using 50 bar nitrous oxide are compared with the case of 300 bar argon. Bio-heat equation is numerically solved to investigate the effect of the probe temperature and the cooling power of the J-T refrigerator. The refrigerator using 50 bar nitrous oxide has larger cooling power above 185 K than the one with 300 bar argon, which enables fast cooling at early stage of cryosurgery, but the biological tissue away from the probe tends to be cooled slowly after the probe reaches its lowest operating temperature. When the repeated freeze-thaw cycle is employed for main tissue destruction mechanism, using high pressure nitrous oxide is more advantageous than argon if the freezing operation is within 2-3 minutes. The probe with high pressure argon is more suitable for the case of longer freeze-thaw cycle with fewer repetitions.

감압법을 이용한 메탄하이드레이트 생산에 대한 수치적 연구 (Numerical Study on the Production of Methane Hydrate by Depressurization Method)

  • 김진홍;천원기;김남진
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.519-523
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    • 2007
  • Gas(or methane) hydrates are solid solutions when water molecules are linked through hydrogen bonding and create host lattice cavities that can enclose a large variety of guest gas molecules. The natural gas hydrate crystal may exist at low temperature above the normal freezing point of water and high pressure greater than about 30 bars. A lot of quantities of natural gas hydrates exists in the earth and many production schemes are being studied. In the present investigation, depressurization method was considered to predict the production of gas and the simulation of the two phase flow - gas and water - in porous media is being carried out. The simulation show about the fluid flow in porous media have a variety of applications in industry. Results provide the appearance of gas and water production, the pressure profile, the saturation of gas/ water/ hydrates profiles and the location of the pressure front.

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