The most effective methods of utilizing solar energy are to use the sunlight and solar thermal energy such as hybrid panel simultaneously and to use concentrator. From such a view point, systems using various kinds of photovoltaic panels were constructed in the world. However there have not been a type of panel using concentrator and hybrid simultaneously. If the sunlight are concentrated on the solar cell, cell conversion efficiency increase and the temperature of the solar cells increases. As the temperature of the solar cells increases, so cell conversion efficiency decreases. Therefore, for maintaining cell conversion efficiency at these conditions, it is necessary to keep the cell at low temperature. In this paper, after designing a concentrate rate for concentrating, we proposed model for cooling cell and using waste heat, and we compared with conventional panels after calculating the electrical and thermal efficiency using energy balance equation.
This paper is to analyze the Premature Quench characteristics of a rotating magnet type superconducting fluxpump and consider the method of detecting and protecting this premature quench. Practically, there is contact resistance between the fluxpump and the load, namely the S.C. magnet. The thermal increase due to the contact resistance cause the premature quench before the charging current amounts to the critical current of S.C magnet. Therefore, this paper is devoted to solving the heat equation on contact region using cylindrical coordinates and to calculating the rate of thermal increase during the current is pumped up. Doing so, the predictive value of the maximum pumping current is obtained. It has been verified that the results of simulation are coincident with those of experiment. It must be considered essentially to minimize the contact resistance in designing the S.C fluxpump system in order to protect the premature quench and improve the maximum pumping current.
A comprehensive numerical analysis has been carried out for both non-reacting and reacting flows in a scramjet engine combustor with and without a cavity. The theoretical formulation treats the complete conservation equations of chemically reacting flows with finite-rate chemistry of hydrogen-air. Turbulence closure is achieved by means of a k-$\omega$ two-equation model. The governing equations are discretized using a MUSCL-type TVD scheme, and temporally integrated by a second-order accurate implicit scheme. Transverse injection of hydrogen is considered over a broad range of injection pressure. The corresponding equivalence ratio of the overall fuel/air mixture ranges from 0.167 to 0.50. The work features detailed resolution of the flow and flame dynamics in the combustor, which was not typically available in most of the previous studies. In particular, the oscillatory flow characteristics are captured at a scale sufficient to identify the .underlying physical mechanisms. Much of the flow unsteadiness is related not only to the cavity, but also to the intrinsic unsteadiness in the flow-field. The interactions between the unsteady flow and flame evolution may cause a large excursion of flow oscillation. The roles of the cavity, injection pressure, and heat release in determining the flow dynamics are examined systematically.
Ice accumulation on Aluminum Conductor Steel Reinforced(ACSR) cable during winter is an important matter in terms of safety, economy, and efficient power supply. In this work, the ice adhesion strengths of ACSR cable oxidized during different periods(7 years oxidized and 15 years oxidized) are evaluated. At first, a plate type dry oxidation standard specimen, whose surface characteristics are similar to those of ACSR cable, is prepared. Dry oxidation standard specimens are heat-treated at $500^{\circ}C$ for 20, 60, and 120 minutes in order to obtain different degrees of oxidation. After the dry oxidation, surface properties are analyzed using contact angle analyzer, atomic force microscopy, spectrophotometer, and gloss meter. The ice adhesion strengths are measured using an ice pull-off tester. Correlations between the surface properties and the ice adhesion strength are obtained through a regression analysis indicating a Boltzmann equation. It is revealed that the ice adhesion strength of 15-year oxidized ACSR cable is approximately 8 times higher than that of ACSR-bare.
Zhigang Li;Junjie Pan;Bangyang Xia;Shenglong Qiang;Wei Lu;Qing Li
Nuclear Engineering and Technology
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제55권9호
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pp.3213-3228
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2023
As an important part of the digital reactor, the pin-by-pin wise fine coupling calculation is a research hotspot in the field of nuclear engineering in recent years. It provides more precise and realistic simulation results for reactor design, operation and safety evaluation. CORCA-K a nodal code is redeveloped as a robust pin-by-pin wise neutronics and thermal-hydraulic coupled calculation code for pressurized water reactor (PWR) core. The nodal green's function method (NGFM) is used to solve the three-dimensional space-time neutron dynamics equation, and the single-phase single channel model and one-dimensional heat conduction model are used to solve the fluid field and fuel temperature field. The mesh scale of reactor core simulation is raised from the nodal-wise to the pin-wise. It is verified by two benchmarks: NEACRP 3D PWR and PWR MOX/UO2. The results show that: 1) the pin-by-pin wise coupling calculation system has good accuracy and can accurately simulate the key parameters in steady-state and transient coupling conditions, which is in good agreement with the reference results; 2) Compared with the nodal-wise coupling calculation, the pin-by-pin wise coupling calculation improves the fuel peak temperature, the range of power distribution is expanded, and the lower limit is reduced more.
해상 사고에 의한 익수자는 저체온증에 의한 사망 위험에 노출되어 있다. 구명 동의 등을 착용함으로써 부력은 유지할 수 있으나 해수의 낮은 온도에 의한 신체의 열손실은 짧은 시간 내에 체온을 하강시키고 그에 따른 저체온증 사망이 우려된다. 전통적인 구명 동의는 고체형 부력체를 사용하여 부력을 향상 시키고 있으나, 구명 동의에 공기를 채움으로써 부력 및 체온 보존 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 고체형 충진재를 이용한 기존의 비 팽창형 구명 동의와 공기를 채운 팽창형 구명 동의의 단열 성능을 비교하고, 각각의 방법이 체온 변화에 미치는 영향을 정성적으로 평가하고자 한다. 먼저 열저항 모델을 이용한 대략적인 단열 성능의 비교를 실시하고, 유한요소법을 이용하여 Pennes의 신체 열전달 해석을 수행하여 시간에 따른 체온 변화를 수치적으로 검토하였다.
본 연구에서는 플라이애쉬가 다량 치환된 콘크리트 강도 발현과 수화열 특성에 대하여 연구를 수행하였다. 3수준의 W/B와 4수준의 플라이애쉬 치환률 및 2수준의 실리카흄 치환율을 실험 변수로 선택하였다. 콘크리트 배합에서 단위수량은 125kg/m$^3$으로 고정하였다. 결과로서 초기 재령에서는플라이애쉬 치환율이 증가하면서 재령 91일까지 압축강도가 점진적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 그런데 강도를 고려하면, 적절한 플라이애쉬 치환율은 20%인 것으로 나타났는데, 이는 제 1종시멘트의 경우에 비하여 낮은 값이다. 콘크리트의 인장강도는 압축강도의 0.72승에 비례하는 것으로 나타났다. 그리고 콘크리트 표준 시방서에 제시되어 있는 인장 강도 식은 압축강도가 낮은 경우에과대평가하고, 압축강도가 높은 경우에 과소평가하는 것으로 나타났다.
Silicone rubber is widely used in most industries due to diverse advantages like heat stability, UV stability, durability, chemical resistance, environment friendliness, inertness and so on. But there is limitation to expand applications due to relatively weak rubber strengths such as tensile strength and tear strength, especially in fabric coating applications. The purpose of this study is to find influence of coating agent on performances of rubber and coated fabrics and their correlation according to different crosslinking densities of silicone rubbers. Addition cure type of silicones were formulated using crosslinked MQ-type silicone resin consisting of M (R3SiO1/2) and Q (SiO4/2) and linear polymers. Raw materials used were; 1) linear vinyl endblocked polymers and vinyl functional MQ resin as main polymers, 2) linear silicone hydride polymers as crosslinkers, 3) platinum catalyst and 4) inhibitor to control curing speed. Rubber specimens were prepared to check mechanical strength using universal testing machine (UTM). Crosslinking density was calculated using Flory-Rhener equation using solvent swelling method. Differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscope (SEM-EDS) were used to characterize rubbers. Consequently, it was found that physical properties of silicone rubbers and coated fabrics can be expected by crosslinking density of rubbers. Silicone rubber formulations that contain 20 ~ 30 wt% of vinyl MQ resin showed strongest balanced performances.
지하수의 열(15℃)을 농업시설의 난방과 냉방에 사용하기 위하여, 관에 종방향으로 부착되는 plat fin tube 형 알루미늄(Al 6063) 열교환기를 개발하여 알루히트(의장등록 : 0247164)로 명명하였다. 열교환 핀을 관에 종방향으로 배치하여 송풍과 대류에 유체 흐름저항을 최소화 하였으며, 핀표면에 돌기를 만들어 결로와 fouling factor를 감소시켰다. 1. 알루히트의 제원은 관 내경 0.03m, 외경 0.036m, 두께 0.003m이며, 냉각핀의 두께 0.0012m, 핀 길이 0.032m로 하였다. 2. 단위 길이당 관 외부의 전열면적은 1.3946m2이며, 관내부 전열면적은 0.0942m2였고, 내외면적비 Ra = 14.805였다. 3. 핀의 길이 0.032m로 하였을 때, 핀의 효율이 93%정도인 것으로 나타났으며, 핀두께 0.0012m는 h𝛿/k<0.2를 만족하여 적합한 것으로 판단된다. 4. 알루히트의 온수 방열 성능실험에서 열매체의 온도가 높고 유량이 많을수록 방열 열량이 많은 것으로 나타났고, 열매체의 온도 60℃, 유량 10 𝑙/min일 때 방열열량은 504kJ/h·m 였으며, 80℃, 40 𝑙/min일 때는 방열열량이 6,048kJ/h·m로 나타났다. 5. 방열성능에서 각각의 열매체 온도간 상관계수 $R^2_1=0.9898$, 유량간 상관계수 $R^2_2=0.9721$로 실험 데이터를 신뢰할 수 있었다.
암석의 동결과 융해 작용의 반복적인 과정은 암반의 기계적인 풍화작용의 중요한 인자 중에 하나이다. 이러한 자연 상태의 과정은 암반 물질의 파쇄에 의해서 풍화를 가속시키고 암반 사면의 표층부에 토양이나 풍화암을 생산한다. 또한 사면의 전단강도 감소를 일으키므로 사면 안정성 분석을 위하여 동결-융해에 의해 유발되는 열화 심도를 계산하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 동결-융해에 의한 암반 사면의 열화 심도를 1차원 열전도방정식을 이용하여 계산하였다. 국내 주요 도시의 지난 5년간 기온 자료를 수집하여 기온 분포를 분석하였다. 기온 분포 분석은 국내 암종 분포를 고려하여 수행되었다. 아울러 연구 대상 지역에 분포하는 암석의 열전도율, 비열, 밀도 등에 대한 실내 시험을 수행하였다. 이들 암석의 열적 특성은 열화심도 계산을 위한 입력 인자로서 활용되었다. 본 논문은 암석의 열적 특성의 차이를 의미하는 암종, 외부 기온 등의 영향 인자들과 열화심도 간의 상관관계에 대하여 검토하였다. 최종적으로 계산에 의한 국내 주요 도시의 암반 사면 열화심도 추정 값을 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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