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다양한 배플 인자에 따른 셀-튜브 열교환기의 열전달 및 압력강하 특성에 관한 수치해석 (Numerical analysis for heat transfer and pressure drop characteristics of )

  • 후영영;박형선;윤준규;임종한
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권4호
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    • pp.367-375
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    • 2014
  • 셀-튜브 열교환기는 산업분야에서 가장 널리 사용되는 열교환기이다. 열교환기의 열적 성능을 개선하기 위하여 셀-튜브 열교환기에 대해 배플의 배치, 배플의 방향, 배플의 표면의 돌기형상 등의 인자를 변경하였으며, 유동의 박리 및 경계층해석에 적절히 이용되는 SST 난류모델을 적용하여 열전달특성을 고찰하였다. CFD해석시 경계조건는 셀측의 입구온도를 344K로 일정하게 하고, 물의 유량을 6, 12, 18, 24 l/min로 변화시켰다. 그 결과로는 지그재그형 배치가 열전달률 및 압력강하가 향상되는 것으로 나타났으며, 배플의 방향은 기존형보다 수직형 및 각도 $45^{\circ}$형이 열전달이 향상되는 것으로 나타났고, 압력강하는 거의 차이가 없었다. 또한 배플의 돌기형상은 열전달면적을 증가시킴으로써 열전달률 및 압력강하가 향상됨을 알 수 있었다. 해석결과를 통하여 열전달 증가가 유동의 박리, 유체의 체류시간, 튜브와의 접촉면적, 유량, 와류 등에 따라 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

저가 지상전력을 위한 다결정 실리콘 태양전지 제작 (The Fabrication of Poly-Si Solar Cells for Low Cost Power Utillity)

  • 김상수;임동건;심경석;이재형;김홍우;이준신
    • 태양에너지
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    • 제17권4호
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    • pp.3-11
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    • 1997
  • 다결정 실리콘에서 결정입계는 광생성된 반송자들의 재결합 중심으로 작용할 뿐 아니라 전위장벽으로 작용하여 태양전지의 변환효율을 감소시킨다. 결정입계의 영향을 줄이기 위해 열처리, 결정입계에 대한 선택적 식각, 결정입계로 함몰전극을 형성하는 방법, 다양한 전극 구조, 초박막 금속 형성 후 전극형성 등 여러가지 요소들을 조사하였다. 질소 분위기에서 $900^{\circ}C$ 전열처리, $POCl_3$ 확산을 통한 게터링, 후면전계 형성을 위한 Al 처리로 다결정 실리콘의 결함밀도를 감소시켰다. 결정입계에서의 반송자 손실을 감소시키기 위한 기판 처리로 Schimmel 식각액을 사용하였다. 이는 texturing 효과와 함께 결정입계를 선택적으로 $10{\mu}m$ 깊이로 식각하였다. 결점입계를 우선적으로 식각한 후면으로 Al을 확산하여 후면에서의 재결합 손실을 감소시켰다. 전극 핑거(grid finger) 간격이 0.4mm인 세밀한 전극 구조에 결정입계로 $0.4{\mu}m$ 깊이로 함몰전극을 추가로 형성하여 태양전지의 단락 전류 밀도가 개선되었다. 80% 이상의 광투과율을 보인 20nm 두께의 크롬 박막 형성으로 직렬 저항을 감소시켰다. 본 논문은 저가의 고효율, 지상 전력용 태양진지를 위해 결정입계에 대한 연구를 하였다.

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AlN 기판의 표면조도 및 소결온도가 Ag 후막도체의 접착강도에 미치는 영향 (Effect of surface roughness of AlN substrate and sintering temperature on adhesion strength of Ag thick film conductors)

  • 구본급
    • 한국결정성장학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.83-90
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    • 2020
  • 열전도성이 우수한 AlN 기판에 형성되는 Ag계 후막도체의 접착강도에 미치는 기판 표면조도 및 소결 온도의 영향을 연구하였다. 표면조도(Ra)가 0.5인 AlN 기판을 사용하여 제조한 후막도체의 접착강도가 이보다 표면조도가 크거나 또는 작은 기판을 사용하여 제조한 후막도체의 경우보다 높게 나타났다. 표면조도가 0.5보다 작은 기판의 경우 Ag 후막도체와 기판 사이의 접촉면적이 표면조도가 0.5인 기판보다 상대적으로 작아 접착강도가 작게 나타났다. 한편, 표면조도가 0.5보다 큰 기판을 사용한 경우에는 도체막이 기판에 완전히 접착되지 못하는 현상이 나타났고, 이로 인해서 접착강도가 적게 나타남을 알 수 있었다. 또한, 850℃에서 소결하여 얻어진 Ag계 후막도체 막의 표면 평활도가 다른 소결 온도에서 소결하여 얻어진 도체막의 평활도에 비해 가장 우수하였고, 이로 인해 도체막의 접착강도가 가장 높게 나타남을 알 수 있었다.

PEMFC용 설폰화 Poly(ether ether ketone) (SPEEK) 전기방사 나노섬유 이온교환막의 제조 및 특성 (Preparation and Properties of Sulfonated Poly(ether ether ketone) (SPEEK) Electrospun Nanofibrous Ion-exchange Membrane for PEMFC)

  • 곽노석;최은정;황택성
    • 폴리머
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    • 제36권2호
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    • pp.155-162
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    • 2012
  • 전기방사 방법으로 sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK) 나노섬유를 제조하고, 압축성형법으로 고분자 전해질막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)용 나노섬유막을 제조하였다. SPEEK의 최대 설폰화율은 95% 이었고 초기 열분해 온도는 약 $280^{\circ}C$로 PEEK 보다 낮았으며 접촉각은 설폰화도가 증가함에 따라 감소하였다. 전기방사 나노섬유의 최적 인가전압, 유속, 방사거리(tip to collector distance, TCD) 및 농도는 각각 22 kV, 0.3 mL/hr, 5 cm, 23 wt% 이었고 평균 섬유직경은 47.6 nm 이었다. 한편, SPEEK 이온교환 나노섬유막의 함수율 및 이온교환용량은 설폰화 시간과 설폰화제 함량이 증가함에 따라 증가하였으며 최적값은 각각 20%, 2.03 meq/g으로 Nafion 117 보다 우수하였다. 막의 전기저항은 설폰화 시간이 증가함에 따라 감소하였고 그 값은 0.58~0.06 ${\Omega}{\cdot}cm^2$로 측정되었다. 또한 막의 수소이온전도도는 설폰화 시간이 증가함에 따라 증가하였으며 최대 0.099 S/cm로 Nafion 117 보다 우수하였다.

PCITS에 의해 소손된 1Φ 2 W MCCB의 탄화 패턴 및 작동 특성 (Carbonization Patten and Operation Characteristics of a 1Φ 2 W MCCB Damaged by PCITS)

  • 이재혁;최충석
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제28권5호
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    • pp.8-13
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    • 2014
  • 본 연구에서는 대전류공급장치시스템(PCITS)을 이용하여 열동전자식 배선용차단기(MCCB)에 과전류를 인가하였을 때 소손된 패턴을 해석하는 데 있다. MCCB의 트립바가 소손된 상태에서 PCITS로 과전류 150 A를 5 s 동안 흘렀을 때 우측에 위치한 온도 조절 장치의 표면이 심하게 탄화되었다. 동일한 조건에서 300 A의 과전류를 5 s 동안 흘렸을 때 온도 조절 장치의 전체가 열화(劣化)되어 납작하게 밀착되었다. 과전류 450 A를 5 s 동안 흘렸을 때 온도 조절 장치의 코일은 융융 및 단선이 발생하였다. 또한 접점, 외함 및 상부 덮개 등에서 탄화 흔적 및 변형이 확인되었다. 과전류600 A를 공급하고 3 s 정도가 경과되었을 때 MCCB의 내부에서 흰색 연기가 발생하였고, 불꽃이 외부로 방사되었다. 그리고 탁(딱)하는 소리와 동시에 과전류의 공급이 중단되었다. 동일한 MCCB를 일반 화염으로 소손시켰을 때 작동 손잡이, 단자, 소호 장치 및 온도 조절 장치 등의 표면에 탄화가 고르게 형성된 것을 알 수 있다. 또한 작동 기구부의 트립바는 녹아 흘러 내렸으며, 작동 금속핀은 트립 상태로 이동된 것이 확인된다.

대리암형 백운석의 분체 특성과 충전재로서의 응용성 평가 (Characterization and assessment of the dolomite powder for application as fillers in the marble-type ore)

  • 노진환;이나경
    • 한국광물학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.71-81
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    • 2007
  • 접촉변성과 열수변질 작용이 중첩되어 형성된 자성 광산의 대리암형 백운석은 대개 98 wt.% 이상의 매우 높은 백운석 함유도를 보이는 고품위백운석으로서 부수적으로 석영, 백운모, 활철석과 같은 불순물을 미량 함유한다. 열수변질 산물로 여겨지는 황철석으로 인해 0.4 wt.% 정도의 상당히 높은 철분 함유 수준을 보이는 것이 특징이다. 대체로 백색을 띠는 이 백운석은 $0.35{\sim}0.46mm$의 결정 입도를 보이며 반자형의 등립상 조직을 이룬다. 이 백운석의 분체 특성은 전형적인 고품위석회석인 풍촌층 석회석에 비해 분쇄 효율, 미분체의 형성 및 입도 분포 면에서는 다소 우수한 것으로 나타난다. 또한 철분 함량을 제외하고는 기타 충전재로서의 품질상의 주요 요소들 즉, 백색도, 흡유율 및 비표면적은 물론 신장비, 형상비, 구형도와 같은 형상 특성 면에서도 결코 뒤떨어지지 않는 분체 특성을 보인다. 이 같은 자성 백운석의 양호한 분체 특성은 원광에서의 기본적으로 높은 백운석 함유도와 비교적 높은 결정도에 기인한 것으로 여겨진다. 이 백운석은 비교적 높은 철분 함량과 황화광물의 혼재로 인해서 금속제련용을 제외한 소성용 용도로는 적합하지 않은 것으로 판단된다. 그렇지만 적절한 선광 공정이 적용된다면 현재 중탄용 석회석이 차지하고 있는 대부분의 충전재 응용 부문에서는 고품위석회석의 대체재로써 충분히 활용이 가능할 것으로 평가된다.

세라믹 ${ZrO}_{2}, {Si}_{3}{N}_{4}$ 및 SiC를 SiC, AISI 4340 및 청동으로 윤활 및 건조조건에서 미끄름시험하였을 때의 마찰 및 마멸 거동 (Friction and wear characteristics during sliding of ${ZrO}_{2}, {Si}_{3}{N}_{4}$ and SiC with SiC, AISI 4340 and bronze under dry and lubricated condition)

  • 강석춘
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.404-410
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    • 1989
  • 본 연구에서는 공업용 세라믹(요업재료등)으로 개발된 것 중에서 가장 마찰특성이 우수할 것으로 간주되고 있는 SiC, Si$_{3}$N$_{4}$와 ZrO$_{2}$ 의 건조 및 윤활마찰특성과 금속과의 마찰특성을 실험적으로 밝히려 한다.

설신경과 장협신경 전달마취 시행 후 발생된 설부와 협선반부의 장기간 이상감각증 관리 -증례보고- (The Persistent Paresthesia Care on Left Lingual & Buccal Shelf Regions after the Lingual & Long Buccal Nerve Block Anesthesia -A Case Report-)

  • 김하랑;유재하;최병호;모동엽;이천의;김종배
    • 대한치과마취과학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.108-115
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    • 2009
  • Trauma to any nerve may lead to persistent paresthesia. Trauma to the nerve sheath can be produced by the needle. The patient frequently reports the sensation of an electric shock throughout the distribution of the nerve involved. It is difficult for the type of needle used in dental practice to actually sever a nerve trunk or even its fibers. Trauma to the nerve produced by contact with the needle is all that is needed to produce paresthesia. Hemorrhage into or around the neural sheath is another cause. Bleeding increases pressure on the nerve, leading to paresthesia. Injection of local anesthetic solutions contaminated by alcohol or sterilizing solution near a nerve produces irritation; the resulting edema increases pressure in the region of the nerve, leading to paresthesia. Persistent paresthesia can lead to injury to adjacent tissues. Biting or thermal or chemical insult can occur without a patient's awareness, until the process has progressed to a serious degree. Most paresthesias resolve in approximately 8 weeks without treatment. In most situations paresthesia is only minimal, with the patient retaining most sensory function to the affected area. In these cases there is only a very slight possibility of self injury. But, the patient complaints the discomfort symptoms of paresthesia, such as causalgia, neuralgiaform pain and anesthesia dolorosa. Most paresthesias involve the lingual nerve, with the inferior alveolar nerve a close second. This is the report of a case, that had the persistent paresthesia care on left lingual & buccal shelf regions after the lingual and long buccal nerve block anesthesia.

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변이주 Bacillus sp. A4442가 생산하는 갈락토스 전이활성이 높은 $\beta-galactosidase$의 고정화 (Immobilization of $\beta-galactosidase$ with High Transgalactosylation Activity from Bacillus sp. A4442 Mutant)

  • 김민홍;정진;인만진
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제39권5호
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    • pp.333-337
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    • 1996
  • 갈락토올리고당의 연속 생산을 위하여 Bacillus sp. A4442가 생산하는 갈락토스 전이활성이 높은 $\beta-galactosidase$를 균체제거 후 농축, 탈염하여 $Diaion^{TM}$ HPA 75(styrene-divinylbenzene resin)에 고정화하였다. 고정화 수율 및 고정화 효소의 활성을 높이기 위하여 효소 고정화에 영향을 주는 변수들을 최적화하였다. 고정화 시간은 실온에서 3시간, Tris 완충액의 농도는 30mM, pH는 8이 적당하였다. 단백질부하가 증가할수록 효소는 다른 단백질과 경쟁적이며 가역적으로 담체에 결합하였으며, 최적부하는 약 25 mg Protein/g resin 이었다. 가교제로서 glutaraldehyde 0.5%를 사용하였을 때 효소의 열 안정성 및 운전 안정성이 현저히 증가하였다. 이러한 실험조건하에서 고정화를 실시하였을 때 고정화 수율은 40% 이상이었으며 그 활성이 약 200 U/g resin인 고정화 효소를 얻을 수 있었다. Packed-bed reactor에서 유당을 갈락토올리고당으로 연속적으로 전환 가능하였고, 이때 고정화 효소 1 g으로 갈락토올리고당 약 300 g을 생산할 수 있었다.

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Halogen-Free 난연제를 포함하는 파우더 코팅소재 제조 및 화재안전성 연구 (A Study on the Preparation of Powder Coatings Containing Halogen-Free Flame Retardant and Fire Safety)

  • 이순홍;정화영;김대인;노태준
    • 한국안전학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.47-58
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    • 2011
  • Halogen free intumescent flame retardants(IFRS), such as the mixture of melamine phosphate(MP) and char forming agents(pentaerythritol(PER), di-pentaerythritol(DiPER), tris(2-hydroxyethyl) isocyanurate(THEIC)), were prepared and characterized. Polypropylene(PP)/$IFR_S$ composites were also prepared in the presence of ethylene diamine phosphate(EDAP) as a synergist and used into flame retardant PP powder coatings. Thermoplastic PP powder coatings at 20 wt% flame retardant loading were manufactured by extruded and then mechanical cryogenic crushed to bring them in fine powder form. These intumescent flame retardant powder coatings($IFRPC_S$) were applied on mild steel surface for the purpose of protection and decorative. It is a process in which a $IFRPC_S$ particles coming in contact with the preheated mild steel surface melt and form a thin coating layer. The obtained MP flame retardant was analyzed by utilizing FTIR, solid-state $^{31}P$ NMR, ICP, EA and PSA. The mechanical properties as tensile strength, melt flow index(MFI) and the thermal property as TGA/DTA and the fire safety characteristics as limiting oxygen index(LOI), UL94 test, SEM were used to investigate the effect of $IFRPC_S$. The experimental results show that the presence of $IFR_S$ considerably enhanced the fire retardant performances as evidenced by the increase of LOI values 17.3 vol% and 32.6 vol% for original PP and $IFRPC_S$-3(PP/MP-DiPER/EDAP), respectively, and a reduction in total flaming combustion time(under 15 sec) in UL94 test of $IFRPC_S$. The prepared $IFRPC_S$-3 have good comprehensive properties with fire retardancy 3.2 mm UL94 V-0 level, LOI value 32.6%, tensile strength $247.3kg/cm^2$, surface roughness Ra $0.78{\mu}m$, showing a better application prospect. Through $IFRPC_S$-2(PP/MP-PER/EDAP) and $IFRPC_S$-3 a better flame retardancy than that of the $IFRPC_S$-1(PP/MP/EDAP) was investigated which was responsible for the formed more dense and compact char layer, improved synergy effect of MP and PER/DiPER.