고체추진기관의 연소 환경에서 복잡한 형상을 갖는 내열 복합재료의 온도, 밀도분포 및 삭마두께를 예측할 수 있는 방법을 개발하였다. 복합재료의 내부 열반응은 Arrhenius 모델을 이용하였으며, 표면 삭마반응은 Zvyagin 이론을 사용하였다. 표면 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 상용해석 코드에서 활용되는 Rezoning-remeshing 기법을 사용하였다. 형상이 복잡한 부품으로 이루어진 2차원 축대칭 노즐 조립체에 적용된 방법은 향후 3차원 FEM 열구조 해석에 활용을 목표로 발전될 것이다.
본 연구는 이온교환법을 통해 Ni촉매를 담지한 저등급 석탄(인도네시아 Eco탄)과 바이오매스(대한민국 상록수)의 혼합물로부터 제조된 촤(char)를 $700{\sim}900^{\circ}C$ 등온조건에서 온도가 반응속도에 미치는 영향에 대해 알아보았다. $Char-CO_2$ 가스화 반응은 700, 750, 800, 850, $900^{\circ}C$의 온도에서 진행하였으며, 기-고체 반응의 가스화 거동특성을 알아보기 위하여 각각 다른 가정을 갖고 있는 shrinking core model(SCM), volumetric reaction model(VRM), random pore model(RPM), modified volumetric reaction model(MVRM)을 실험결과에 적용하여 비교하였다. Arrhenius equation를 이용하여 Ni-coal/biomass와 Non-catalyst coal/biomass의 활성화에너지를 구하였고 이를 비교하였다.
We performed the heat aging test to predict the useful lifetime of Elastomeric Bearing Chloroprene Rubber (CR) used for supporting bridge. During the test, we measured elongation that are influenced by temperature and aging time. The failure of a test piece is defined as the point at which the elongation reaches to 75% of the initial value. This failure criterion is based on KS F 4420: 1998 (Elastomeric Bearing for bridge). Through the accelerated heat aging test, we found that the Arrhenius relationship and the Weibull lifetime distribution are appropriate as the life-temperature relationship and lifetime distribution of the CR, respectively. Using the Arrhenius -Weibull model, the parameters of the model are estimated and the lifetime of the CR at use condition is predicted.
Basic rheological data of dandelion leaf concentrates were determined to predict processing aptitude and usefulness of dandelion leaf concentrates as functional food materials. Hot water and 70% ethanol extracts of dandelion leaves were concentrated at 5, 20, and 50 Brix, and their static and dynamic viscosities, and Arrhenius plots were investigated. Most concentrated dandelion leaves extracted with hot water and 70% ethanol showed flow behaviors close to Newtonian fluid based on power law model evaluation. Apparent viscosity of concentrated dandelion leaves extracted with hot water and 70% ethanol decreased with increasing temperature. Yield stresses of concentrated dandelion leaves extracted with hot water and 70% ethanol by Herschel-Bulkley model application were 0.020-0.641 and 0.017-0.079 Pa, respectively. Activation energies of concentrated dandelion leaves extracted with hot water and 70% ethanol were $2.102-32.669{\times}10^3$ and $1.657-5.382{\times}10^3\;J/mol{\cdot}kg$ with increasing concentration, respectively. Loss modulus (G") predominated over storage modulus (G') at all applied frequencies, showing typical flow behavior of low molecular solution. G' and G" of concentrated dandelion leaves extracted with hot water slowly increased with increasing frequency compared to those of concentrated dandelion leaves extracted with 70% ethanol.
Weight and elongation changes of IV and HIV insulations were measured simultaneously at several given temperature of $80^{\circ}C$, $90^{\circ}C$ and $100^{\circ}C$. And the lifetime was predicted using the Arrhenius model. Based on the initial weight values, a 50% elongation reduction was seen at 6.96% for the IV insulation and 10.29% for the HIV insulation. The activation energy from the slope of the lifetime regression equation was calculated as 92.895 kJ/mol(0.9632 eV) for the IV insulation and 95.213 kJ/mol(0.9873 eV) for the HIV insulation. Also, the expected lifetime at the operating temperature of $30^{\circ}C$ to $90^{\circ}C$ is 2.02 to 94.32 years, and longer lifetime was predicted on HIV insulated wires than on IV insulated wires. As a result, it was found that the thermal characteristics of the HIV insulated wires were about 12.44% better than those of IV insulated wires under the same conditions of use.
In general, aluminum electrolytic capacitors are used in the DC link of PWM inverters fur ac motor drives. The capacitor usually has the shortest lifetime in the system and then determines the lifetime of the inverter system. In this paper, a method of capacitor lifetime estimation is proposed by using an ESR(equivalent series resistance) model and a heat transfer model of capacitor, from which internal operating temperature is estimated. Then, the lifetime is predicted by Arrhenius's equation. A practical example is presented.
A multidimensional numerical simulation of turbulent combustion in a constant volume bomb is implemented to clarify the effects of swirl on combustion. This simulation includes the ICED-ALE numerical technique, the skew-upwind differencing scheme, the modified .Kappa.-.epsilon. turbulence model, and the combustion model of the Arrhenius type and the turbulence-mixing-control type. The calculations of the turbulent combustion with swirl are carried out. It shows that the results agree with the measurements allowably. Therefore, the effects of swirl on turbulent combustion are examined through the parametric study of swirl.
본 연구에서는 플랜트 설비 부품류 중 충격에 취약한 신축관 이음을 대상으로 수충격 발생 시 신축관 이음의 신축량을 유압식 액추에이터의 작동데이터로 적용하여 진동내구 시험을 수행하였다. 진동내구 시험 시 내구수명의 가속 요소로 신축관 내부의 온도상태를 가정하고 온도상태를 $30^{\circ}C$부터 $50^{\circ}C$ 및 $65^{\circ}C$로 가속화한 진동내구 시험을 진행하였다. 각 조건별 온도상태별 수명데이터들은 아레니우스 모델식을 따른다고 가정하고 각 수명데이터를 선형화하여 선형식의 상수값과 활성화 에너지 계수를 유도하였다. 또한 유도된 모델식으로부터 $85^{\circ}C$ 경우의 예측 수명과 $85^{\circ}C$ 온도상태에서의 시험 수명결과와 비교를 통해 작은 편차 범위내에서 유도된 모델식의 유효성을 검증하였다. 한편, 시험 중과 시험 후 발견된 신축관의 고장모드에서는 누수 및 벨로우즈 부 내부 슬리부의 이탈과 내부변형 등을 확인할 수 있었다. 향후 본 연구는 진동내구 수명의 가속요인인 온도상태 외 압력상태 등 다양한 수명변수를 적용한 복합수명예측 모델식을 개발하고 검증할 예정이다.
Rubber parts are widely used in many applications such as dampers, shock absorbers, and seals used in railway and automotive industries. Much research has thus far been conducted on property estimation and life prediction of rubber parts. To predict the service life of rubber parts at room temperature, most prior work adopts the well-known Arrhenius model that needs the accelerated life test in high-temperature conditions. However, they may not reflect the actual conditions of use that rubber parts are usually used under a specific strain condition during long period of time. In this context, we propose a method for the life prediction of rubber parts in actual conditions of use. The proposed method is based on the accelerated life test using stress relaxation during which three relatively high elongation percentages (100%, 200%, and 300%) are applied to the rubber specimens. Rubber specimens were prepared in accordance with KS M 6518 standard and three stress relaxation testers were fabricated for actual experiments. Finally, a inverse power model for life prediction was derived from experimental results. The predicted life was compared with the actual test life for validation.
본 연구에서는 도시고형폐기물을 구성하는 주요한 성분중의 하나인 셀룰로오스와 플라스틱의 열분해 특성을 열중량시스템에서 조사하였다. 실험은 온도범위 400~900K에서 제 실험변수에 따라 질소분위기에서 수행하였으며, 압축한 도시고형폐기물에 적용하기 위한 수정 Arrhenius 열분해 모델을 제안하였다. 승온속도를 20, 30, 40K/min로 변화시키면서 수행한 실험에서, 도시고형폐기물을 구성하는 순수물질의 활성화에너지는 셀룰로오스계열의 경우 117~166kJ/mol, 플라스틱계열은 187~239kJ/mol이며, 반응차수는 1.1~1.9의 범위에 있었다. 압축한 도시고형폐기물은 승온속도, 압축비, 입경의 증가에 따라 char의 수율이 증가하였다. 또한 압축도시고형폐기물의 열분해 과정을 Arrhemius식과 열전달이론을 이용하여 수정 제안한 모델의 적용 결과 기존의 모델보다 실험결과와 더 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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