액체 로켓 엔진의 연소기는 높은 온도의 연소가스를 발생시키므로 연소실과 노즐은 열적으로 보호되어야 한다. 고공 엔진의 노즐확장부도 고열에 견딜 수 있게 설계되어야 하며, 이를 위하여 가스냉각, 삭마냉각, 복사냉각등 다양한 방법의 냉각이 적용되고 있다. 특히 큰 노즐 팽창비를 갖는 상단엔진의 경우 무게가 발사체 성능에 미치는 영향이 크므로 경량 내열 소재가 개발되어 사용되어 왔다. 미국과 러시아, 유럽에서 사용되어 온 노즐확장부 재료를 조사한 결과 스테인리스강과 티타늄합금과 같은 무거운 금속 재료에서 경량의 탄소섬유 강화 복합재 또는 세라믹 복합재로 바뀌어 가는 경향이 파악되었다.
본 연구에서는 제철소 열연공정의 냉각효율 개선을 위한 기초연구로 수행되었 다. 전열면의 초기온도가 900.deg. C이상일 때 층류 냉각방식에 의한 고온강판의 냉각특 성에 영향을 주는 모든 인자를 엄밀히 고려하는 것은 매우 어려운 일이다.따라서 본 연구에서는 노즐과 고온면 사이 거리(L), 유량(Q), 냉각 초기온도 등을 실제 작업 조건에 가깝게 변화시켜 가면서 수냉반경의 변화를 중심으로 전열면의 냉각 특성을 해 석하였다.
헬륨분사를 통한 극저온 추진제의 과냉각 방식은 발사체의 이륙 전에 액체산소의 bulk boiling을 억제하고 과냉각 상태를 유지하기 위한 효과적인 방법들 중의 하나이다. 본 자료에서는 이러한 헬륨 분사 냉각 시스템에 대한 이론적 고찰을 통해 열전달과 질량전달 조건을 이해하고, 해석 모델을 제시하였다. 해석 모델의 주요 특징은 유한 열전달과 무한질량전달 개념을 이용하여 분사 시스템을 표현한 것이다. 또한, 실험과 해석결과의 비교를 통하여 해석 모델을 검증하였으며, 헬륨 분사량의 변화, 탱크 압력의 변화 등 조건 변화에 따른 결과를 살펴보았다.
As the consumer market in the eco-friendly vehicle industry grows, the demand for water pump in a electric car parts market. This study intend to propose a mathematical model that can verify the effect of improving thermal properties when a non-conductive cooling filler liquid is introduced into an electric vehicle water pump. Also, the pros and cons of the immersion cooling method and future development way were suggested by analyzing the cooling characteristics using on the derived analysis solution. Thermal characteristics analysis of electric water pump applied with non-conductive filler liquid was carried out, and the diffusion boundary condition in the motor body and the boundary condition the inside pump were expressed as a geometric model. As a result of analyzing the temperature change for the heat source of the natural convection method and the heat conduction method, the natural convection method has difficulty in dissipating heat because no decrease in temperature due to heat release was found even after 300 sec. Also, it can be seen that the heat dissipation effect was obtained even though the non-conductive filling liquid was applied at the 120 sec and 180 sec in the heat conduction method. It has proposed to minimize thermal embrittlement and lower motor torque by injecting a non-conductive filler liquid into the motor body and designing a partition wall thickness of 2.5 mm or less.
Experiments on film cooling were performed with a small scale rocket engine homing liquid oxygen (LOx) and Jet A-1(jet engine fuel). Film coolants(Jet A-1 and water) were injected through the film cooling injector. Film cooled length and the outside wall temperature of the combustor were determined for chamber pressure, and the different geometries(injection angle) with the flow rates of film coolant. The loss of characteristic velocity due to film cooling was determined for the case of film cooling with water and Jet A-1. As the coolant flow increases, the outside wall temperatures decrease but the decrease in the outside wall temperatures reduced over the 8 percent film coolant flow rate. The efficiency of characteristic velocity was decreased with the Increase of the film coolant flow rate.
In this study, the theoretical analysis focused on the quantity of liquid hydrogen required for cooling down to 20 K, as well as the generation of boil-off gas (BOG) from the cooling process of the cryogenic components. The study involved calculating the amount of liquid hydrogen needed to achieve the desired temperature for the cryogenic components and subsequently determining the resulting BOG production at various reference temperatures. It was shown that it was important to efficiently lower the temperature of cryogenic parts through preliminary cooling. As a result, the reference temperature and pressure had an influence on the BOG generation on the cooling of cryogenic components using liquid hydrogen.
In, Sehwan;Hong, Yong-Ju;Yeom, Hankil;Ko, Junseok;Kim, Hyobong;Park, Seong-Je;Han, Young-Hee
한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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제20권2호
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pp.34-39
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2018
A cryogenic cooling system is designed for a 154 kV/ 2 kA three-phase hybrid type superconducting fault current limiter (SFCL). The superconducting modules of the SFCL have the operating condition of 71 K at 500 kPa. The total heat load of the SFCL including the cooling system is estimated at 9.6 kW. The cooling system of the closed loop is configured to meet the operating condition, depending on cooling methods of forced flow cooling and re-liquefaction cooling. The cooling system is composed of three cryostats with superconducting modules, cryocoolers, liquid nitrogen circulation pumps, a subcooler and a pressure builder. The basic cooling concept is to circulate liquid nitrogen between three SFCL cryostats and the cryocooler, while maintaining the operating pressure. The design criterion for the cooling system is based on the operation results of the cooling system for a 154 kV/2 kA single-phase hybrid SFCL. The specifications of system components including the piping system are determined according to the design criterion.
The heat and mass transfer process between the falling liquid desiccant(TEG) film and the air in counter flow at the dehumidifier of desiccant cooling system were investigated. The governing equations with appropriate boundary and interfacial conditions describing the physical problems were solved by numerical analysis. As a result, the effects of the design parameters and the outside air conditions on the rates of dehumidification and sensible cooling were discussed. The results of the dehumidification and sensible cooling rates were compared with those of the cross flow at the same conditions.
High temperature superconducting power cable requires forced flow cooling. Liquid nitrogen is circulated by a pump and cooled back by cooling system. Typical operating temperature range is expected to be between 65K and 80K. Subcooler heat exchanger uses saturated liquid nitrogen boiling on the shell side to subcool the circulating liquid nitrogen stream that cools the HTS cable. The paper describes performance tests of the cooling system. The test items are heat exchanging performance of subcooler. pressure drop between supply and return lines, heat transfer coefficient inside former, cable cryostat heat leak and simulation of electrical load of HTS cable.
소자의 트랜지스터 밀도가 급속히 높아짐에 따라 소자 내부에서 발생하는 열 유속(heat flux) 또한 빠르게 증가하고 있다. 소자의 고열 문제는 소자의 성능과 신뢰성 감소에 크게 영향을 미친다. 기존의 냉각방법들은 이러한 고열문제를 해결하기 위해선 한계점에 다다랐고, 그 대안으로 liquid heat pipe, thermoelectric cooler, thermal Si via, 등 여러 냉각방법이 연구되고 있다. 본 실험에서는 직선형 마이크로채널과 TSV(through Si via)를 이용한 액체 냉각시스템을 연구하였다. 두 종류의 냉매(DI water와 ethylene glycol(70 wt%))와 3 종류의 금속 범프(Ag, Cu, Cr/Au/Cu)의 영향을 분석하였으며, 대류, 복사 및 액체 냉각으로 인한 총 열 유속을 계산하여 비교하였다. 냉각 전후의 냉각시스템의 표면온도는 적외선현미경을 통해 측정하였고, 마이크로채널 내 액체 흐름은 형광현미경을 이용하여 측정하였다. 총 열 유속은 ethylene glycol(70 wt%)의 경우 가열 온도 $200^{\circ}C$에서 $2.42W/cm^2$로 나타났으며 대부분 액체 냉각 효과에 의한 결과로 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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