• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제33권2호
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• pp.41-47
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• 2015

본 연구는 온실용 피복재 및 보온재의 조합에 대한 시뮬레이션 해석모델을 개발하여 관류열전달계수를 산정하고 측정된 결과와 비교하여 타당성을 평가하기 위해 수행되었으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 유리이중피복의 경우 이중피복 사이의 공기층이 두꺼워짐에 따라 관류열전달계수가 서서히 작아져서 공기층 두께가 25 mm 이상이 되면 관류열전달계수의 변화가 거의 없는 것을 확인할 수 있었다. 또한 온도차가 증가함에 따라 관류열전달계수도 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 두 플라스틱 피복재 사이에는 대류에 의한 열전달이 활발하게 일어나기 때문에 비정상 유동에 의한 열전달이 발생하고 이로 인해 온도분포도 비선형적으로 변하는 것으로 사료된다. 플라스틱 피복재 및 보온재들의 간격이 50~200 mm범위에서 변화할 때에 피복재의 간격은 관류열전달계수 큰 영향을 미치지 않는다는 사실을 확인할 수 있었다. 천공복사를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우 모두 핫박스의 내외부 온도차가 $30^{\circ}C$인 조건에 대해서는 수치해석결과와 실험결과가 대체로 잘 일치하였다. 따라서 핫박스의 내외부 온도차가 $30^{\circ}C$ 이상인 조건에서 수치해석을 통해 관류열전달계수를 산정한다면 신뢰성 있는 값을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.71-80
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• 2015

PVC 프레임의 취약한 강도를 보완하기 위해 사용되는 철재 보강재는 상대적으로 높은 열전도 특성으로 인해 PVC 프레임의 전체적인 열 성능을 떨어뜨리는 역할을 한다. 본 연구는 철재 보강재의 타공을 통해 표면적을 줄임으로서 전열 면적의 감소를 통한 열저항 특성을 개선하고, 감소된 만큼 두께를 높임으로서 타공으로 인한 강도 저하를 보완하였다. 이에 대한 성능을 평가하기 위해 PVC frame, PVC frame + original steel stiffener, PVC frame + 30% perforated steel stiffener, PVC frame + 50% perforated steel stiffener, PVC frame + 65% perforated steel stiffener 등 5개의 시험체를 구성하였으며, 시험 방법은 수식과 시뮬레이션에 의한 방법을 적용하였다. 시험 결과 PVC frame + 65% perforated steel stiffener이 열저항 특성과 강도특성에서 가장 높은 것으로 평가되었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권6호
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• pp.451-476
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• 2015

Membrane distillation (MD), which can utilize low-grade thermal energy, has been extensively studied for desalination. By incorporating solar thermal energy, the solar membrane distillation desalination system (SMDDS) is a potential technology for resolving the energy and water resource problems. Small-scale SMDDS (s-SMDDS) is an attractive and viable option for the production of fresh water for small communities in remote arid areas. The minimum-cost design and operation of s-SMDDS are determined by a systematic method, which involves a pseudo steady state approach for equipment sizing and the dynamic optimization using overall system mathematical models. The s-SMDDS employing three MD configurations, including the air gap (AGMD), direct contact (DCMD) and vacuum (VMD) types, are optimized. The membrane area of each system is $11.5m^2$. The AGMD system operated for 500 kg/day water production rate gives the lowest unit cost of $5.92/m^3$. The performance ratio and recovery ratio are 0.85 and 4.07%, respectively. For the commercial membrane employed in this study, the increase of membrane mass transfer coefficient up to two times is beneficial for cost reduction and the reduction of membrane heat transfer coefficient only affects the cost of the DCMD system.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.82-87
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• 2014

적층 단열재(multi-layer insulation, MLI)는 초전도 마그넷과 초전도 전력 케이블과 같은 초전도 응용기기의 냉각에 사용되는 저온유지장치(cryostat)에 외부 열침입을 차단하여 단열성능을 향상시키기 위해 사용된다. 적층 단열재는 인공위성에 사용되는 단열재로 적층단열재를 구성하는 자재의 종류와 적층층수 등에 따라 단열 성능이 변화한다. 본 연구에서는 적층 단열재의 원리를 이용한 축열조용 복합 다층 단열재(composite multilayer insulation, CMI)의 구성 재질 종류를 변경하고 적층 방식을 바꿈으로서 단열 성능이 바뀌는 것을 확인하였다. 실험은 KS C 9805의 방법을 이용하였으며, 복합 다층 단열재의 단열 성능 확인을 위해 동일한 조건의 축열조에 스티로폼을 적용하여 비교하였다. 또한, 실험 결과를 분석하기 위한 방법으로 기존 단열재에 대한 등가 두께를 비교하고 type별 CMI의 열전도율을 구해 비교하였다. 그 결과 복합 다층 단열재의 등가 두께는 스티로폼 보다 작아 동일 두께인 경우 스티로폼 보다 단열성능이 더 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 복합 다층 단열재의 구성 소재 및 적층 방식에 따라 전도, 대류 및 복사와 관련된 값들의 변화가 총괄 열전달계수에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권6호
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• pp.1-8
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• 2017

The purpose of this study was to provide basic data for development of environmental design technology for greenhouses constructed in reclaimed lands. We analyzed the climatic conditions around seven major reclaimed land areas in Korea, which have a plan to install advanced horticultural complexes. The characteristics of heating load through the thermal environment measurement of the greenhouse in Saemangeum were analyzed. The part to be applied to the environmental design of the greenhouses in reclaimed lands were reviewed. The overall heat transfer coefficient of the experimental greenhouse with the aluminum screen and multi-layer thermal curtain averaged $3.79W/m^2^{\circ}C$. It represents a 44 % heat savings rate compared with plastic greenhouses with a single covering, which was significantly lower than that of the common greenhouses with 2-layer thermal curtains. This is because the experimental greenhouse was installed on reclaimed land and wind was stronger than the inland area. Among the total heating load, the transmission heat loss accounted for 96.4~99.9 %, and the infiltration loss and the ground heat exchange were low. Therefore, it is necessary to take countermeasures to minimize the transmission heat loss for greenhouses constructed in reclaimed lands. As the reclaimed land is located on the seaside, the wind is stronger than the inland area, and the fog is frequent. Especially, Saemangeum area has 2.6 times stronger wind speed and 3.4 times longer fog duration than the inland area. In designing the heating systems for greenhouses in reclaimed lands, it is considered that the maximum heating load should be calculated by applying the wind coefficient larger than the inland area. It is reasonable to estimate the operation cost of the heating system by applying the adjustment factor 10 % larger than the average in calculating the seasonal heating load.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.555-560
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• 2023

기존 아민 수용액 기반 CO₂ 포집 공정을 산업적으로 적용할 경우 CO₂ 탈거 및 용매 재생에 따른 재생 에너지가 크다는 문제점을 갖고 있다. 본 논문은 CO₂에 대한 높은 흡수 용량과 함께 흡수제에 포함된 물의 조성을 낮춤으로써 재생 에너지를 저감할 수 있는 저수계 흡수제를 제안하였다. 이를 위해 본 연구에서는 디아민인 MAPA (3-methylaminopropylamine)와 함께 물의 일부를 대신하여 물에 비해 CO₂에 대한 물리적 용해도가 높고 비열이 낮은 NMP (N-methyl-2-pyrrolidone)를 흡수제에 도입하였다. 흡수제의 CO₂에 대한 흡수 용량(α_rich)과 순환 흡수 용량(Δα) 및 흡수 속도는 충전탑을 이용하여 측정하였다. 2.5M의 MAPA를 포함한 흡수제를 사용했을 경우 NMP가 10 wt% 포함된 경우에 최대 순환 흡수 용량을 얻을 수 있었다. 총괄물질전달 계수는 NMP의 농도가 증가함에 따라 증가하였다. 그러나 0.5보다 더 높은 CO₂ 로딩 값에서는 NMP의 농도 증가에 따른 물질전달 계수의 증가 폭이 줄어들었다. lean 로딩 값이 낮은 경우에는 점성에 의한 물질전달 저항이 낮아서 NMP 첨가에 따라 총괄 물질전달 계수가 증가하나 로딩 값이 증가함에 따라 흡수제의 점도가 증가하면서 CO₂와 MAPA의 확산도가 낮아지며 이에 따라 총괄 물질전달계수가 급격히 감소하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제8권1호
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• pp.89-99
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• 1999

The automatic design of shell & tube type oil cooler can be used in real industrial environments. Since the automatic design system is intended to be used in small companies, it is designed to be operated well under environments of CAD package in the personal computer. It has adopted GUI in design system, and has employed DCl language. Design parameters to be considered in the design stage of shell and tube type oil cooler are type of oil cooler, outer diameter, thickness, length of tube, tube arrangement, tube pitch, flow rate, inlet and outlet temperature, physical properties, premissive pressure loss on both sides, type of baffle plate, baffle plate cutting ratio, clearance between baffle plate outer diameter and shell inner diameter and clearance between baffle plate holes. As a result, the automatic design system of shell & tube type oil cooler is constructed by the environment of CAD software using LISP. We have built database of design data for various kinds of shell & tube type oil coolers. The automatic design system have been assessed and compared with existing specification of design. Good agreement with Handbook of heat exchanger and design dta of real industrial environments has been found.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6B호
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• pp.507-514
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• 2011

본 논문에서는 하천에 유입되는 열 오염물질의 혼합거동을 분석하기 위해 2차원 수심 평균된 이송-분산방정식에 유한요소법을 적용하여 수치 모형을 개발하였다. 유한요소법의 여러 수치기법 중 SUPG법을 적용하였으며, 복잡한 하천경계를 보다 정확히 재현할 수 있도록 삼각 및 사각 요소망의 혼용이 가능하도록 하였다. 열 오염물질의 거동을 표현하기 위해서 열 교환을 묘사하는 반응항을 평형온도와 수온과의 차이에 비례하는 식으로 나타내고, 열교환 계수 및 평형온도에 따라 수온의 변화가 적용되도록 방정식을 구성하였다. 모형의 검증을 위하여 직사각형 수로에 선원으로 연속주입하여 얻은 수치해와 1차원 정상상태의 해석해를 비교하였다. 비교결과 수치해와 해석해의 결과가 서로 일치하는 것으로 밝혀졌다. 모형의 현장적용을 위해 상수원 보호구역인 팔당댐 하류부터 잠실수중보까지 22.5 km 구간을 대상영역으로 하였다. 구리하수처리장 방류수에 의한 수온 변화를 모의한 결과 수질측정망 측정자료와 비교적 비슷한 경향이 나타났다. 본 연구에서 개발한 수치모형이 열 오염원 유입으로 인한 수온 변화를 잘 표현하는 것을 알 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권3호
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• pp.270-278
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• 2013

본 연구는 우리나라 상업용 온실의 보온성능 및 광투과 성능을 개선할 수 있는 피복방식을 결정하는데 필요한 자료를 제공하기 위하여 토마토 재배용 실험온실의 세 가지 피복방식에 대한 보온효과 및 광투과 특성을 평가하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 공기주입 이중피복온실과 관행 이중피복온실의 관류열손실량이 거의 비슷한 것으로 나타났으나 외부기온이 비슷할 때 피복재와 보온커튼 사이의 온도가 공기주입 이중피복온실이 더 낮게 나타난 것은 공기주입 이중피복온실의 경우 나비식 천창의 틈새로 인한 환기전열손실이 크기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 공기주입 이중피복온실에서 나비식 천창을 사용할 경우 틈새 환기전열손실을 줄일 수 있는 대책이 수립되어야 할 것으로 판단된다. 일중피복 온실과 관행이중피복온실의 관류열전달계수에 대한 온실 실험결과와 모형실험결과를 비교한 결과 모두 비슷한 값을 나타내었다. 이러한 결과는 측정된 관류열전달계수가 타당성 있는 값임을 보여주는 것이며 향후 온실의 난방설계시 직접 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 공기주입 이중피복온실이 비록 일중피복온실보다는 광투과율이 낮으나 동일한 이중피복온실인 관행이중피복온실보다 광투과율이 높기 때문에 보온을 위해서 이중피복을 설치할 경우에 광투과율을 확보하기 위해서는 공기주입 이중피복방식을 채택하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 공기주입 이중피복온실에 비해 일중피복온실의 피복재 내부표면에서 발생하는 결로량이 큰 이유는 일중피복온실의 피복재 내부표면온도가 훨씬 낮기 때문에 피복재에서의 포화습도가 작아져 내부공기의 절대습도와의 차이가 증가하기 때문인 것으로 판단된다.

• 태양에너지
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• 제19권2호
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• pp.1-8
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• 1999

The heat transfer characteristics of ice storage system of falling film type using sprial coil is investigated. The experimental facilities consisted of a water tank, spiral coils located above the tank, an upper water distributor, and a circulating water pump. Water is distributed uniformally over the spiral coils and it forms falling thin films. In the process of freezing, ice is formed on outside of the spiral coils through recirculation of tank water. In the process of melting, ice is melted with return water from the heat load, while the water is chilled again and drops into the tank. The results of falling film type of ice thermal storage system are as follows. The highly efficient shower flowrates for icing is near $3{\ell}/min$. Icing rates on spiral coils is rosed while brine flowrates is increased. Lower brine temperature is not only increased freezing rates but. also become higher total icing weight and overall heat transfer coefficient. Smaller shower flowrates is obtained lower water temperature on outlet for a long time. The amounts of quantity can be detected more accurately by measuring storage tank weight.