발사시 fairing jettison-separation의 과정에서 발사체에 탑재된 위성체가 우주환경에 노출이 되어 태양광, 지구복사, Albedo, free molecular heating 등의 여러 가지 열환경의 직접적인 영향을 받게 된다. 이 때, 위성체 중에서 발사체의 진행 방향으로 최외각에 위치한 payload box가 worst hot condition의 조건을 만족하며 가열되게 된다. Payload box를 하나의 질량으로 가정하고 적용되는 여러 가지 열환경을 고려하여 온도지배방정식을 정리하면 해석해가 존재하는 1차원 미분 방정식을 유도할 수 있다. 이 식으로부터 구한 해석해를 worst hot condition을 만족하는 payload box에 적용하여 발사시 가열에 의한 온도 상승 정도를 예측하고, 그 결과로부터 위성체의 열적 안정성을 비교적 간단한 방법으로 검증할 수 있다.
발사단계 중 fairing jettison에서 separation에 이르는 과정에서 위성체의 부품박스가 가지는 온도를 worst hot 조건에 대하여 해석적 방법을 이용하여 구하였다. Fairing jettison 이후에 위성체에 가해지는 외부 열환경과 박스 자체 내부에서의 발열, 박스 자체의 온도에 의한 방사열을 고려하여, 하나의 질량으로 가정할 수 있는 박스에 대한 온도 지배방정식을 해석해가 존재하는 1차 상미분 방정식으로 단순할 수 있었다. 특히, 고려하는 박스의 질량의 변화여부에 따라 해석해가 다른 지배방정식이 유도되었고, 각 경우에 대하여도 단순화된 식 내의 상수항의 조건에 따라 서로 다른 해석해가 존재하였다. 또한, 유도된 해석해를 실제 위성체인 STSAT-1의 worst hot 발사 조건에 대하여 적용하여 위성체 상단에 부착한 부품 박스의 온도를 예측하여 보았고, 이를 통하여 해석해의 유용성을 검증하였다.
We have developed a $kW_e$ class liquid fuel based solid oxide fuel cell (SOFC) system. Our final target is to develop the 1 $kW_e$ diesel based SOFC system for residential power generator(RPG). In this study, we present the conceptual design of SOFC system. System is composed of hot-box and cold-box. Planar typed SOFC stack, heat exchanger, combustor for stack tail gas, and fuel processor, such as fuel reformer and desulfurizer, are contained in the hot-box. And several balance of plants(BOP), such as fuel suppliers and controller, are contained in the cold-box. Before the SOFC system fabrication, we have already operated the selfsustaining fuel processor, and heat exchange of all heat-related components is simulated using ASPEN HYSYS, because heat maintenance and management in hot-box are important for stable operation of SOFC system. The self-sustained fuel processor was successfully operated for about 250 hours, and heat exchange is enough to operate the SOFC system.
본 연구에서는 현장 온실농가에서 수명이 다하여 교체작업이 이루어진 총 4종의 다겹보온자재를 채취하여 해당 사용기간별 보온성의 변화를 비교하기 위해 여기서 고안된 Hot box 시험이 실시되었다. 4종의 다겹보온자재는 마트지, 부직포, PE폼 및 화학솜 등이 주요 재료로서 다겹보온자재별로 이 재료들이 서로 다르게 조합된 형태였다. 이 4종의 다겹보온자재를 시편($70{\times}70cm$)으로 제작하여 Hot box 시험을 통해서 대상시편별로 온도 하강률, 열관류율 및 열전도저항 등이 측정되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 본 연구에서 사용된 다겹보온자재들에 대하여 적절한 보온성능을 기대할 수 있는 사용기간은 약 5년 정도로 예상되었다. 다겹보온자재의 재료조합에 대하여 다겹의 PE폼을 적용하여 상대적으로 보온성을 높일 수 있으나 다겹보온자재 내에서 공기 단열층을 형성하는 화학솜에 비해 보온성능에 대한 기여가 현저히 낮은 것으로 판단되었다. 다겹보온자재에 대하여 적절한 보온성능을 기대하기 위해서는 기본적으로 화학솜과 같은 공기 단열층을 형성하는 기능이 있는 재료가 다겹보온자재에 포함되어야 될 것으로 판단되었다. 본 연구에서 고안된 Hot box 시험을 통해 다겹보온 자재의 온도 하강률, 열관류율 및 열전도저항 등이 적절하게 측정되었다. 그러나 본 연구는 사용이 완료된 다겹보온자재의 채취 어려움으로 총 4종의 다겹보온자재만 고려되었으며, 이는 비교적 적은 사례로 통해 얻어진 결과라 할 수 있으며, 본 연구의 한계이다. 향후 관련 연구를 통해 더 많은 사례들이 조사 및 보완되어야 될 것이다.
파티클보드의 두께방향으로 밀도경사와 흡음성 개선을 위한 새로운 열압방식개발을 위하여 본 과제를 수행하였다. 적용한 열압방식으로는 기존의 평판가열식 열압방식(A-type pressing), 성형장치내 열압방식(B-type pressing), 그리고 성형장치내 요철카울을 설치한 열압방식(C-type pressing)을 적용하였다. 원료목질은 낙엽송 세이빙을 사용하였으며, 접착제로는 수용성 페놀-포름알데하이드 접착제를 사용하였다. 흡음성 개선을 위한 보드는 열압시 요철카울에 의하여 보드 이면에 계단형 공극을 생성하였다. 열압방식별 제조된 보드의 물리적 및 기계적 성질을 측정하였는 바, 성형장치내 열압을 함으로써 강도적 성능을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났으며, 보드의 두께방향 밀도경사 역시 평균밀도에 대한 최소밀도의 비율이 90% 이상을 나타내어 기존의 평판가열식으로 제조한 보드 보다 크게 개선시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한 열압시 요철카울에 의하여 천공을 해 줌으로써 파티클보드의 흡음계수를 향상시킬 수 있는 것으로 나타남으로써 향후 저밀도 후판보드 제조가능성과 흡음재 등 새로운 건축내장재료로의 사용가능성을 확인하였다.
The effect of nitrogen finishing for the control of coating weight in a nitrogen sealing box on the coating surface property in hot dip galvanizing process has been studied. The coated surface is free of oxide marks and edge overcoated. The coating uniformity is excellent ; the standard deviation of the coating thickness along width of the specimen was $1~1.2\mu\textrm{m}$ in the box whereas $2.5~3\mu\textrm{m}$ in the air. Considering surface quality of the coating such as oxide mark, edge overcoated and zinc dust, the oxygen content between 40 and 200 ppm was suggested in the box in addition the oxygen content of at least 40 ppm or the minimum dew point of $-27^{\circ}C$ is required to prevent a zinc vaporization.
The coiling station of ISP coil box is an equipment that winds a hot bar rolled at reduction unit into a coil without mandrel. In the coiling process, the roll gap of the bending unit is a significant one of several factors that influence bar coiling. To obtain a good bar-coil, the roll gap must be set appropriately according to the bar thickness. In this study, with 2-dimensional isothermal elastic-plastic finite element method, authors investigated influence of the change of the roll gap on the initial coiling shapes and the formed inner diameters of coils. Based on finite element analysis, authors proposed the appropriate roll gap according to the bar thickness to be able to wind a hot bar. The inner diameters of coils by results of analysis comparatively agreed with coling operation conducted in plant.
신선한 도시락의 취식과 식중독 위험을 덜 수 있는 도시락 보관조건을 확립하기 위하여 도시락 보관 중 밥의 온도변화를 조사하고 밥통과 찬통사이에 단열재를 끼워 보관하면서 찬의 온도변화, 김치의 pH값 변화와 밥의 호기성 세균수 및 응축수 생성 등에 미치는 영향을 조사하였다. 더운 밥을 도시락 밥통에 담았을 때 밥의 온도는 $70^{\circ}C$로 이 온도는 도시학내의 생활세포의 살균효과가 있으나 더운 도시락 위에 놓인 찬통의 온도가 $53^{\circ}C$까지 상승되어 밥의 신선도 유지에 큰 영향을 준다. 도시락밥통과 찬통 사이에 단열재를 놓은 경우 찬의 온도는 보관온도보다 $2{\sim}3^{\circ}C$ 상승하는 정도로 단열효과가 있어서 찬통 중 김치의 pH값이 단열재를 사용하지 않은 경우보다 높게 유지되었다. 밥을 퍼담고 바로 뚜껑을 닫은 경우는 10분 통안 식힌 후 뚜껑을 닿은 경우보다 호기성 세균수가 훨씬 적었고, 밥을 솥안에서 휘저어 식힌 후 퍼담으면 응축수의 생성량이 적었다. 도시락밥통 상하에 단열재를 놓아 보자기에 싸서 보관하면 겨울철에도 차가운 느낌이 없이 도시락밥을 먹을 수 있었다.
Analytical approach is applied to predict temperature of satellite box under worst hot condition from fairing jettison to separation. The box is tried to solve analytically which is exposed to known environmental heating condition and has internal heating and irradiation to space. For a single thermal mass, governing equation for temperature is simplified to 1st order ordinary differential equation(ODE) by several assumptions. Two cases are considered. The one is for constant mass box and the other is for mass-varying box. Each case has three different analytical solution by sign of constant term in ODE. One analytical solution for constant mass is applied to physical launch stage condition. It is concluded that the present analytical method can be used to quick predict the temperature of a satellite box and check whether a satellite is safe against space environment during launch stage.
KEPRI has studied planar type SOFC stacks using anode-supported single cells and kW class co-generation systems for residential power generation. A 1kW class SOFC system consisted of a hot box part, a cold BOP part and a water reservoir. A hot box part contains a SOFC stack made up of 48 single cells and ferritic stainless steel interconnectors, a fuel reformer, a catalytic combustor and heat exchangers. Thermal management and insulation system were especially designed for self-sustainable operation. A cold BOP part was composed of blowers, pumps, a water trap and system control units. When a 1kW class SOFC system was operated at $750^{\circ}C$ with hydrogen after pre-treatment process, the stack power was 1.2kW at 30 A and 1.6kW at 50A. Turning off an electric furnace, the SOFC system was operated using hydrogen and city gas without any external heat source. Under self-sustainable operation conditions, the stack power was about 1.3kW with hydrogen and 1.2kW with city gas respectively. The system also recuperated heat of about 1.1kW by making hot water.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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