• 제목/요약/키워드: heating temperature and time

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제한공간내 펄스가열에 기인한 열음향파의 전달특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on the Transmission of Thermo-Acoustic Wave Induced by Step Pulsed Heating in an Enclosure)

  • 황인주;김윤제
    • 설비공학논문집
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    • 제14권11호
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    • pp.914-922
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    • 2002
  • Thermo-acoustic waves can be thermally generated in a compressible flow field by rapid heating and cooling, and chemical reaction near the boundary walls. This mechanism is very important in the space environment in which natural convection does not exist. Also this may be a significant factor for heat transfer when the fluids are close to the thermodynamic critical point. In this study, the generation and transmission characteristics of thermo-acoustic waves in an air-filled confined domain with two-step pulsed heating are studied numerically. The governing equations are discretized using control volume method, and are solved using PISO algorithm and second-order upwind scheme. For the purpose of stable solution, time step was set to the order of $1\times10_-9s,\;and\;grids\;are\;50\times2000$. Results show that temperature and pressure distributions of fluid near the boundary wall subjected to a rapid heating are increased abruptly, and the induced thermo-acoustic wave propagates through the fluid until it decays due to viscous and heat dissipation. Pressure waves have sharp front shape and decay with a long tail in the case of step heating, but these waves have sharp pin shape in the case of pulsed heating.

녹두전분의 리올로지 성질 (Rheological Properties of Mungbean Starch)

  • 권순혜;김명희;김성곤
    • 한국식품과학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.38-43
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    • 1990
  • 녹두전분의 농도(5-8%, 건량기준)와 가열온도$(80-95^{\circ}C$)가 전분의 리올로지에 미치는 영향을 조사하였다. 녹두전분은 농도에 관계없이 아밀로그래프의 최고점도를 보이지 않았고 가열 중 점도는 계속 증가하였다. 전분호화액은 항복응력을 가진 의가소성 유체의 성질을 보였고, 점조도지수는 농도와 가열온도가 증가할수록 증가하였으나, 유동지수는 반대로 감소하였다. 전분 겔을 $4^{\circ}C$에 저장하는 동안 겔의 수축정도는 농도와 가열온도가 증가할수록 감소하였다. 아밀로그래프를 이용하여 $95^{\circ}C$에서 15분간 호화시켜 만든 농도 7과 8%의 겔의 초기경도는 6% 겔보다 2배 이상 높았으나, $4^{\circ}C$에서의 노화속도는 농도와 가열온도에 크게 영향을 받지 않았다.

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엔진 냉각수 순환에 의한 urea-SCR 시스템용 요소수의 동결 및 해동 특성 (Frozen and Melting Characteristics of Urea-aqueous Solution for Urea-SCR System by Circulation of Engine Coolant)

  • 최병철;김영권;김화남
    • 동력기계공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.42-47
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    • 2011
  • The purpose of this study is to investigate the best melting condition with various winding number of a heating pipe, supplying quantity of engine coolant and coolant temperature at the inlet of the heating pipe. Also, it is to suggest getting method of an appropriate quantity of the agent for the urea-SCR system within 10 minutes. For this matter, this study identifies the temperature distribution of inside of urea-tank while it is frozen at the low temperature condition, and suggests the best melting condition of the frozen urea within 10 minutes. From the results, it was found that 2L of melted urea was obtained by the coolant flow rate of 200L/hr at $70^{\circ}C$ for 10 minutes from the start of engine operating.

착상조건에서 연속난방이 가능한 히트펌프 성능 향상 기술 (Performance Improvement Technology on a Continuous Heating Heat Pump at Frost Condition)

  • 전창덕
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.573-577
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    • 2013
  • 히트펌프는 에너지 효율이 높고, 지열, 폐열, 공기열 등 다양한 열원 사용이 가능하기 때문에 보급이 빠르게 확대되고 있다. 공기를 열원으로 이용하는 공랭식 히트펌프의 경우는 실외기 표면에 형성되는 서리를 제거하기 위해 제상운전이 요구된다. 일반적으로 사용하는 역사이클(reverse cycle) 제상운전 방법은 연속난방이 불가능하며 이로 인해 성능계수가 감소하는 원인이 된다. 본 연구에서는 실외기 코일용 휜-관 열교환기를 3열로 구성하고 난방과 제상이동시에 가능하도록 일정시간 간격으로 열교환기의 한 개의 열을 응축기로, 나머지 열은 증발기로 교번 운전을 수행하여 KS C 9306에 규정된 제상-난방 시험조건(건구온도 $2^{\circ}C$, 습구온도 $1^{\circ}C$)에서 최소 180분 이상 연속난방이 가능함을 실증하였으며 역사이클 제상방법을 사용하는 일반적인 히트펌프 대비 COP가 약 20% 향상됨을 알 수 있었다.

지역난방 적용 태양열시스템의 장기 열성능 분석 (Analysis of Long-term Thermal Performance of Solar Thermal System Connected to District Heating System)

  • 백남춘;신우철
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.167-173
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    • 2007
  • This study analyzed by simulation using TRNSYS as well as by experiment on the solar district heating system installed for the first time for the district heating system in Bundang. Simulation analysis using TRNSYS focused on the thermal behavior and long-term thermal efficiency of solar system. Experiment carried out for the reliability of simulation system. This solar system where the circuits of two different collectors, flat plate and vacuum tube collector, are connected in series by a collector heat exchanger, and the collection characteristics of each circuit varies. Therefore, these differences must be considered for the system's control. This system uses variable flow rate control in order to obtain always setting temperature of hot water by solar system. Specifically, this is a system that heats returning district heating water (DHW) at approximately $60^{\circ}C$ using a solar collector without a storage tank, up to the setting temperature of approximately $85{\sim}95^{\circ}C$ To realize this, a flat plate collector and a vacuum tube collector are used as separate collector loops. The first heating is performed by a flat plate collector loop and the second by a vacuum tube collector loop. In a gross collector area basis, the mean system efficiency, for 4 years, of a flat plate collector is 33.4% and a vacuum tube collector is 41.2%. The yearly total collection energy is 2,342GJ and really collection energy per unit area ($m^2$) is 1.92GJ and 2.37GJ respectively for the flat plate vacuum tube collector. This result is very important on the share of each collector area in this type of solar district heating system.

AC Cycles 가변을 이용한 PTC 발열체의 전력제어 (Power control of PTC heating element using variable AC Cycles)

  • 공재웅;이영주;김두영
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.355-361
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    • 2011
  • 기존 발열체의 전력제어는 On-Off 제어, 위상제어, PWM 제어를 사용해왔다. 최근 개발된 PTC 발열체를 기존의 방법으로 전력제어를 하였을 경우, 온도를 정밀하게 제어하지 못하고 인체에 유해한 전자파가 발생한다. 본 논문은 AC Cycles 가변을 이용한 PTC 열선의 전력 제어를 제안한다. 이것은 N개의 교류 cycle을 전력 제어의 단위로 간주하여, 각 cycle 마다 On-Off 여부를 결정하여 N cycles 내의 on-cycle 을 랜덤하게 배치하여 지속적으로 AC전력제어방법이다. 이 때 최소 전력량은 1/N이 되고 최대 전력량은 1이 되며 설정 값에 따라 on cycle의 수를 설정하여 N개의 단계로 일정하게 전력을 제어할 수 있다. PTC 열선과 온도센서를 사용한 발열 시스템에서 제안한 전력제어 방식이 전자파 발생과 온도제어 특성에서 우수함을 MATLAB simulation과 실험 및 측정을 통하여 확인하였다.

Time-dependent Optimal Heater Control in Thermoforming Preheating Using Dual Optimization Steps

  • Li, Zhen-Zhe;Heo, Kwang-Su;Seol, Seoung-Yun
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제9권4호
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    • pp.51-56
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    • 2008
  • Thermoforming is one of the most versatile and economical processes available for shaping polymer products, but obtaining a uniform thickness of the final product using this method is difficult. Heater power adjustment is very important because the thickness distribution depends strongly on the distribution of the sheet temperature. In this paper, the steady-state optimum distribution of heater power is first ascertained by a numerical optimization to obtain a uniform sheet temperature. The time-dependent optimal heater input is then determined to decrease the temperature difference through the direction of the thickness using the response surface method and the D-optimal method. The optimal results show that the time-dependent optimum heater power distribution gives an acceptable uniform sheet temperature in the forming temperature range by the end of the heating process.

파프리카 재배 벤로형 유리온실에서 난방에너지 절감 패키지 기술 적용효과 (Application Effect of Heating Energy Saving Package on Venlo Type Glasshouse of Paprika Cultivation)

  • 권진경;전종길;김승희;김형권
    • 생물환경조절학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.225-231
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    • 2016
  • 본 연구에서는 유리온실 경영비 절감을 위한 고효율 난방기술을 개발하기 위하여 지하수열원 히트펌프, 알루미늄 다겹보온커튼, 근권부 국소난방장치를 조합한 난방 패키지 모델을 구성하고 파프리카 재배 벤로형 유리온실에 적용 시험을 수행하였다. 적용효과 분석을 위하여 관행 경유온수보일러와 일반 보온커튼을 설치한 대조구 온실과 비교시험을 통해 온실환경, 난방비용, 작물생육 등을 검토하였다. 알루미늄 다겹보온커튼과 일반 부직포 보온커튼을 설치한 온실에 대한 무가온 조건에서의 야간온도 비교시험에서 알루미늄 다겹보온커튼 설치 온실의 온도가 일반 부직포 보온커튼 설치 온실에 비해 평균 $2.2^{\circ}C$ 더 높게 유지됨을 확인하였다. 또한 근권부 국소 난방장치를 설치한 온실에서 미설치 온실에 비해 야간 난방 중의 베드내부 근권온도가 $4.7^{\circ}C$ 더 높게 유지됨을 확인하였다. 난방패키지를 구성하는 지하수열원 히트펌프의 난방성능을 분석한 결과 지하수를 직접 열원으로 이용하는 시스템 특성상 난방성능계수는 평균 3.7로 비교적 높게 나타났다. 난방패키지를 적용한 처리구 온실과 관행 난방의 대조구 온실에 대하여 연료소비량을 계측한 결과 10a($1,000m^2$)당 대조구 온실은 경유 14,071L, 전력 364kWh를 소비하였고, 처리구는 전력 35,082kWh를 소비하여 난방비용 기준으로 대조구 온실의 비용 절감율은 87%로 나타났다. 처리구 및 대조구 온실의 작물생육을 비교한 결과 초장과 엽록소 함량에서 차이가 발생하였으나 두 온실의 난방온도가 거의 동일하므로 전체적인 생육은 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 원예시설의 난방에너지 절감효과를 극대화하기 위해서는 본 연구의 난방패키지를 구성하는 개별 기술뿐 아니라 이미 개발된 고효율 공조기 이용기술, 보온성 향상기술, 온도관리 기술 등을 지역, 시설, 작목, 작형 등에 최적화하여 조합할 수 있는 추가적 패키지 모델의 개발 연구가 필요한 것으로 판단되었다.

방열핀이 난방용 패널의 열적거동 및 성능에 미치는 영향 (The Effects of Heat Diffusion Fin on the Thermal Behavior and Performance of Radiant Heatomg Panel)

  • 이태원
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권9호
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    • pp.2486-2493
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    • 1994
  • Transient heat transfer characteristics in th radiant heating panel with heat diffusion fin were predicted by numerical analysis. Thermal behaviors of panel, such as temperature distributions in panel and convective and radiative heat fluxes in panel surface with advance of time, were obtained for several important parameters. The performance and thermal comfort of heating panel were studied and compared for various design conditions, such as pipe pitch, area ratio and thermal conductivity of optimal design of the new heating panels with heat diffusion fin. It was concluded that the efficient area ratio of heat diffusion fin is about 0.5, and the greater the thermal conductivity of fin is, the better the performance of panel is.

비유탕 유과 제조를 위한 진공팽화기의 개발 및 공정변수에 따른 유과의 팽화특성 (Development of Vacuum Puffing Machine for Non-deep Fried Yukwa and Its Puffing Characteristics by Process Variables)

  • 유제혁;류기형
    • 산업식품공학
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    • 제14권3호
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    • pp.193-201
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    • 2010
  • 기존의 재래식 유탕팽화유과의 문제점을 개선하기 위하여 진공을 이용한 진공팽화기를 설계 제작하였다. 공정변수에 따른 진공팽화유과의 특성을 비교 분석하기 위하여 부피팽화율, 밀도, 절단강도, 색도, 미세구조를 측정하였다. 진공팽화기의 공정변수는 가열온도(100, 120, 140, 160, ${180^{\circ}C}$), 예열시간(0, 2, 4, 6, 8분), 진공팽화시간(5, 10, 15, 20분)이며, 가열온도 ${100^{\circ}C}$, 예열시간 6분, 진공팽화시간 10분에서 진공팽화유과의 부피팽화율은 10.04로 가장 높게 측정되었고, 밀도는 0.15 g/$cm^3$로 가장 낮게 측정되었지만, 부피팽화율 9.47, 밀도 0.16 g/$cm^3$으로 측정된 가열온도 120${^{\circ}C}$, 예열시간 4분, 진공팽화시간 5분에서의 진공팽화유과가 유탕유과의 외관 및 조직과 가장 유사하였다. 절단강도는 가열온도 ${100^{\circ}C}$, 예열시간 6분, 진공팽화시간 15분에서 140 g/$cm^2$로 가장 낮게 측정되었다. 색도는 예열시간과 진공팽화시간이 증가함에 따라 백색도가 증가하는 경향을 보였고, 황색도는 감소하는 경향을 보였으며, 적색도는 유의적 차이가 없었다. 진공팽화유과의 백색도(L값)가 유탕팽화유과보다 25정도 높았으며, 적색도(a값)와 황색도(b값)는 유의적 차이는 보이지 않았으며, 진공팽화유과의 미세구조는 가열온도 ${120^{\circ}C}$, 예열시간 4분, 진공팽화시간 5분에서 기공이 작고 균일하였다. 유탕팽화유과와 비교 시 절단강도는 유사하였으나, 부피팽화율은 낮았고, 밀도는 높았다. 셀이 균일하게 형성된 진공팽화의 미세구조와는 달리 유탕팽화유과의 미세구조는 표면과 내부층의 차이가 확인되었다. 진공팽화기의 최적 공정조건은 진공팽화유과의 품질을 고려 할 때, 가열온도 ${120^{\circ}C}$, 예열시간 4분, 진공팽화시간 5분으로 판단되었다.