각종 해${\cdot}$기상 자료와 위성관측에 의한 운량 자료를 이용하여 벌크법에 의해 동지나해에 있어서 대기와 해양간의 열속을 추정하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 태양복사량은 5월에 $255Wm^{-2}$로 최대, 12월에 $111Wm^{-2}$로 최소이며, 그 분포는 동절기에는 남쪽으로 갈수록 증가하고, 하절기에는 장마전선의 영향으로 북쪽으로 갈수록 증가하는 경향이 있었다. 장파복사량의 경우, 공간적 분포의 차이는 작으나 계절에 따른 차이는 커서 최대인 2월의 값은 (약 $70Wm^{-2}$) 최소인 7월의 2배에 이른다. 2) 현열과 잠열의 공간적 분포양상은 조사해역내의 해류 분포와 비슷하였다. 겨울철에 이 두 요소에 의한 해양의 열손실량은 대단히 커서 $830Wm^{-2}$ 이상이고, 이것은 같은 기간중 순폭사량의 5배에 이른다. 3) 연평균 순열플럭스의 분포는 전역에서 부 값을 보였으며, 최대 열손실 해역은 큐슈 남단으로 1월에 $400Wm^{-2}$ 이상이었다. 4) 조사해역의 태양복사량, 장파복사량, 현열 및 잠열의 연평균치는 각각 187, -52, -30, $-137Wm^{-2}$이고, 결과적으로 연간 약 $32Wm^{-2}(2.48\times10^{13}\;W)$의 에너지를 손실하고 있는 것으로 추정되었다. 5) Fig. 1에 표시되어 있는 A 해역 (황해)은 대기와의 열교환을 통하여 오히려 연간 $10Wm^{-2}(0.4\times10^{13}\;W)$의 에너지를 얻고, B 해역 (동지나해)은 $48Wm^{-2}(2.1\times10^{13}\;W)$,그리고 C 해역 (쿠로시오역)은 $39Wm^{-2}(1.7\times10^{13}\;W)$의 열을 손실하고 있는 것으로 추정되었다.
The effect of enhanced geometry (pore diameter, gap width) is investigated on the pool boiling of R-123/oil mixture for the enhanced tubes having pores with connecting gaps. Tubes with different pore diameters (and corresponding gap widths) are specially made. Significant heat transfer degradation by oil is observed for the present enhanced tubes. At 5% oil concentration, the degradation is 26 to 49% for $T_{sat}=4.4^{\circ}C$. The degradation increases 50 to 67% for $T_{sat}=26.7^{\circ}C$. The heat transfer degradation is significant even with small amount of oil (20 to 38% degradation at 1% oil concentration for $T_{sat}=4.4^{\circ}C$), probably due to the accumulation of oil in sub-tunnels. The pore size (or gap width) has a significant effect on the heat transfer degradation. The maximum degradation is observed for $d_p$ = 0.20 mm tube at $T_{sat}=4.4^{\circ}C$, and for $d_p$=0.23 mm tube at $T_{sat}=26.7^{\circ}C$. The minimum degradation is observed for $d_p$=0.27 mm tube for both saturation temperatures. It appears that the oil removal is facilitated for the larger pore diameter (along with larger gap) tube. The highest heat transfer coefficient with oil is obtained for $d_p$ =0.23 mm tube, which yielded the highest heat transfer coefficient for pure R-123. The heat transfer degradation increases as the heat flux decreases.
Two-phase flow and heat transfer characteristics during the reflood phase of a single heated rod in the KHU reflood experimental facility were examined. Two-phase flow behavior during the reflooding experiment was carefully visualized along with transient temperature measurement at a point inside the heated rod. By numerically solving one-dimensional inverse heat conduction equation using the measured temperature data, time-resolved wall heat flux and temperature histories at the interface of the heated rod and coolant were obtained. Once water coolant was injected into the test section from the bottom to reflood the heated rod of >700℃, vast vapor bubbles and droplets were generated near the reflood front and dispersed flow film boiling consisted of continuous vapor flow and tiny liquid droplets appeared in the upper part. Following the dispersed flow film boiling, inverted annular/slug/churn flow film boiling regimes were sequentially observed and the wall temperature gradually decreased. When so-called minimum film boiling temperature reached, the stable vapor film between the heated rod and coolant was suddenly collapsed, resulting in the quenching transition from film boiling into nucleate boiling. The moving speed of the quench front measured in the present study showed a good agreement with prediction by a correlation in literature. The obtained results revealed that typical two-phase flow and heat transfer behaviors during the reflood phase of overheated fuel rods in light water nuclear reactors are well reproduced in the KHU facility. Thus, the verified reflood experimental facility can be used to explore the effects of other affecting parameters, such as CRUD, on the reflood heat transfer behaviors in practical nuclear reactors.
This study examines seasonal variability of the surface energy balance at the King Sejong Station, Antarctica, using measurements and estimates of the components related to the balance for the period of 1996 to 2004. Annual average of downward shortwave radiation at the surface is 81 $Wm^{-2}$ which is 37% of the extraterrestrial value, with the monthly maximum of 188 $Wm^{-2}$ in December and the minimum of 8 $Wm^{-2}$ in June. These values are relatively smaller than those at other stations in Antarctica, which can be attributed to higher cloudy weather conditions in Antarctic front zone. Surface albedo varies between ~0.3 in the austral summer season and ~0.6 in the winter season. As a result, the net shortwave radiation ranges from 117 $Wm^{-2}$ down to 3 $Wm^{-2}$ with annual averages of 43 $Wm^{-2}$. Annual average of the downward longwave radiation shows 278 $Wm^{-2}$, ranging from 263 $Wm^{-2}$ in August to 298 $Wm^{-2}$ in January. The downward longwave radiation is verified to be dependent strongly on the air temperature and specific humidity, accounting for 74% and 79% of the total variance in the longwave radiation, respectively. The net longwave radiation varies between 25 $Wm^{-2}$ and 40 $Wm^{-2}$ with the annual averages of 30 $Wm^{-2}$. Accordingly, the annual average energy balance is dominated by radiative warming of a positive net all-wave radiation from September to next March and radiative cooling of a negative net all-wave radiation from April to August. The net all-wave radiative energy gain and loss at the surface is mostly balanced by turbulent flux of sensible and latent heat. The soil heat flux is of negligible importance in the surface energy balance.
Making use of the arbitrary shock theory developed by Ulmschneider (1967, 1971) and Ulmschneider and Kalkofen (1978), we have calculated the dissipation rates of upward-travelling slow-mode acoustic shock waves in umbral chromospheres for two umbral chromosphere models, a plateau model by Avrett (1981) and a gradient model by Yun and Beebe (1984). The computed shock dissipation rates are compared with the radiative cooling rate given by Avrett (1981). The results show that the slow-mode acoustic shock waves with a period of about 20 second can heat the low umbral chromospheres travelling with a mechanical energy flux of $2.6{\times}10^6\;erg/cm^2s$ at a height of $300{\sim}400km$ above the temperature minimum region.
Laser cladding processing allows rapid transfer of heat to the material being processed with minimum conduction into base metal. The effect of $CO_2$ laser cladding with high viscosity mixed powders was investigated. High viscosity mixed powder consists of bronze powder and flux that is used at a high temperature condition. The mixed powder has a high viscosity that it can be easily pasted over a curved or slope substrate. The device for mixed powder was designed and manufactured. It consists of the high viscosity mixed powder feeding system, the preheating system and the shielding gas system which prevents the clad layer from being oxidized. The results of experiment indicated that the feed rate of high viscosity mixed powder was important for later cladding with mixed powder feeding. The high viscosity mixed powder and substrate must be preheated to prevent porosity from breaking at the clad layer. The experimental result shows that the high viscosity mixed can be applied for laser cladding process.
Saturated nucleate pool boiling experiments for binary mixtures, which are consisted of refrigerant R11 and R113, were performed with constant wall temperature condition. Results for binary mixtures were also compared with pure fluids. A microscale heater array and Wheatstone bridge circuits were used to maintain the constant temperature of the heating surface and to obtain heat flow rate measurements with high temporal and spatial resolutions. Bubble growth images were captured using a high speed CCD camera synchronized with the heat flow rate measurements. The departure time for binary mixtures was longer than that for pure fluids, and binary mixtures had a higher onset of nucleate boiling (ONB) temperature than pure fluids. In the asymptotic growth region, the bubble growth rate was proportional to a value between $t^{\frac{1}{6}}$ and $t^{\frac{1}{4}}$. The bubble growth behavior was analyzed to permit comparisons with binary mixtures and pure fluids at the same scale using dimensionless parameters. There was no discernable difference in the bubble growth behavior between binary mixtures and pure fluids for a given ONB temperature. And the departure radius and time were well predicted within a ${\pm}30{\%}$ error. The minimum heat transfer coefficient of binary mixtures occurred near the maximum ${\mid}y-x{\mid}$ value, and the average required heat flux during bubble growth did not depend on the mass fraction of R11 as more volatile component in binary mixtures. Finally, the results showed that for binary mixtures, a higher ONB temperature had the greatest effect on reducing the heat transfer coefficient.
원자력 7, 8호기에 장전된 17$\times$17 최적 핵연료집합체의 열수력학적 특성을 원자력 5, 6호기에 장전된 17$\times$17표준 핵연료집합체와 비교하여 분석하였다. 분석된 열수력학적 특성은 정상상태와 과도출력상태에서의 최소 DNBR, 연료봉 중심온도, 출구 기포율등이며, 아울러 연료봉의 중심이 용융되는 국부선출력과 원자로 운전변수들에 대한 DNBR 민감도 계수도 계산하였다. 사용된 코드는 COBRA-IV-I이며, 임계열속 계산에는 R형 그리드에 대해 수정된 W-3 상관식을, 기포율계산에는 drift-flux model을 이용하였다. 계산결과, DNB가 발생할 확률은 최적 핵연료집합체가 더 높았으나, 연료봉의 중심이 용융되는 국부선출력은 표준 핵연료집합체와 거의 동일한 것으로 나타났다.
본 연구는 2004년 9월에서 10월까지 경기도 광릉시험림내 국립산림과학원 산림수문 유역시험지인 전나무 인공림에서 수목의 증산에 의해 나타나는 수액이동량과 토양수분장력 및 토양함수율의 변화를 조사하고, 이들 간의 상호작용을 밝히기 위하여 수행되었다. 대상지인 전나무림은 1976년 조림지로서 1996년 2월부터 7월까지 1차 간벌과 가지치기를 실시하였으며 2004년 4월에 2차 간벌과 가지치기를 실시하였다. 수액이동량은 수액유속계로 측정하였으며, 토양수분장력은 사면부와 계류부에 텐시오미터를 설치하여 조사하였다. 토양함수량은 사면부에 10, 30, 50 cm 깊이로 TDR을 매설하여 관측하였으며, 각 조사항목들은 30분단위로 측정하여 데이터로거에 저장하였다. 조사기간 동안 일일 평균수액이동량은 10.16l이고, 최대는 15.09l, 최소는 0.01l였다. 시간별로는 9시부터 수액이동량이 증가하기 시작하여 13시에 최대치인 30분당 0.74l에 달하였으며, 15시까지 그 값이 유지된 후 급감하기 시작하여 19시를 지나면서 0으로 수렴하였고 야간에는 수액이동이 거의 없었다. 강우시에는 주간에도 수액이동량이 거의 없는 것으로 나타났다. 토양수분장력은 사면에서 평균 $-141.3cmH_2O$, $-52.9cmH_2O$, $-134.2cmH_2O$로 낮았으며, 계류부 사이의 완경사지에서 평균$-6.1cmH_2O$, $-18.0cmH_2O$ and $-3.7cmH_2O$로 높게 나타났다. 특히 토양수분에 대한 강우의 영향이 감소된 후 사면의 토양수분장력은 수목의 증산에 따라 일주기성을 나타내어 수액이동량이 증가하면 토양수분장력이 낮아지고 수액이동량이 감소하면 토양수분장력이 높아지는 경향을 보였으나, 계류부에서는 수액이동량의 영향을 파악할 수 없었다. 토양함수율은 강수 종료 후 지속적으로 감소하였으며, 사면부의 토양수분장력과 같이 증산에 따른 일주기성을 나타내어 주간에는 토양함수율이 감소하였고 수액의 이동이 거의 없는 야간에는 함수율이 유지되거나 또는 소폭 상승하는 경향이 나타났다. 이상의 결과로 수액이동량의 변화에 따른 토양수분의 변화는 사면부와 계류부에서 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다.
핵연료소결체의 편심이 정상상태에서 핵연료봉 열적 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 지배방정식은 핵연료소결체와 피복관영역에 대해 2차원 원통좌표계 (r, $\theta$)로 각각 세우고 유한요소법으로 풀었다. 갭(gap)영역에서 방위각 의존적인 열전달계수를 사용하여 동심구조는 그대로 두는 반면 갭크기의 비대칭성을 고려하였다. 재료물성치는 온도의 함수로 사용되었으며 체적 열발생은 반경의 함수로 고려하였다. 핵연료 소결체의 편심으로 인해 피복관 외부 표면에서 최대국부열속은 증가하였고, 핵연료 소결체의 최대온도와 핵연료 평균온도는 감소하였다. 전자는 최소 DNBR계산시 불확실도에 영향을 미칠 것으로 생각되며, 후자의 두현상은 핵연료 소결체의 용융 가능성과 사고시 핵연료 잠재에너지를 줄어들게 할 것으로 예상된다. 또한, 핵연료 소결체의 편심으로 인해 핵연료 소결체의 온도분포는 비대칭을 이루고 최대온도의 위치는 변동되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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