This study presents a radiation-induced thermal conductivity degradation (TCD) model of zirconium as compared to the conventional UO2 TCD model. We derived the governing factors of the radiation-induced TCD model, such as maximum TCD value and temperature range of TCD. The maximum TCD value was derived by two methods, in which 1) experimental result of 32 % TCD was directly utilized as the maximum TCD value and 2) a theoretical approach based on dislocation was applied to derive the maximum TCD value. Further, the temperature range of TCD was determined to be 437-837 K by 1) experimental results of post-annealing of irradiation hardening as compared to 2) the rate theory and thermal equilibrium. Consequently, the radiation-induced TCD model of zirconium was derived to be $f_r=1-{\frac{0.32}{1+{\exp}\,\{(T-637)/45\}}}$. Because the thermal conductivity of zirconium is one of the factors determining the storage and transport system, this newly proposed model could improve the safety analysis of spent fuel storage systems.
In this study we prepared crosslinked separators with the improved thermal stability by irradiating a commercial polyethylene (PE) separator for lithium secondary battery with an electron beam, and the thermal and mechanical properties of the prepared separators were evaluated as a function of the absorption dose. The thermal shrinkage of electron beam irradiated separator was decreased with increasing absorption dose. As a result of the shutdown behavior using an AC impedance, it was observed that the irradiated separator had the better shutdown function than the unirradiated separator. The modulus of the irradiated separator was enhanced as the absorption dose was increased, while the tensile strength and the break elongation of the irradiated separator were decreased.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.18
no.11
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pp.2999-3007
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1994
The unsteady numerical simulations have been presented for the laminar natural convection in a partially open compartment. Computations were performed within the domain of the compartment in order to show the thermal radiation and the partially opening effects on the flow fields and heat transfer characteristics. The results were shown for different Planck numbers(0.05~5) and opening ratios(0.25~0.75) being fixed with Ra=$10^5$ and Pr=0.71. Considering the flow which is buoyancy driven from the heated wall, and the buoyancy is not much affected by the further outside region from the opening, the numerical computations have been performed without an outer region by the particular boundary treatments on the flow velocity and temperature at the different partial openings. The confined numerical domain reduced the CPU time and the memory of computer. P-1 approximation of radiative transfer equation was employed with Marshak type boundary conditions along with the pseudo-black body approximation at the partial openings. The numerical results clearly show that the natural convective flow and heat transfer are much affected by increase of thermal radiation particularly from the initial state. When thermal radiation is not much affecting the flow ($PL{\le}1$), it was found that thermal radiation effects are almost negligible.
Deterioration of the outdoor thermal environment in urban areas has become worse and worse due to the urbanization and overpopulation, etc. Most of existing researches about thermal environment are focused on the indoor environment in which the radiation heat exchange is relatively constant. However, the outdoor thermal environment is changed with time passages, because the thermal environment is highly effected by solar radiation. Thus, to simulate the outdoor thermal environment with accuracy, the solar radiation calculation should be considered, and the radiation heat exchange between building surface and ground surface should be calculated. The purpose of this study is to develop the simulator that can be possible to evaluate the outdoor thermal environment and pedestrian thermal comfort. In this paper, a new method which is coupled with convective heat transfer simulation and radiative heat transfer simulation will be proposed. And the coupled simulation method will be described through case study for outdoor thermal environment. From the results of simulation, the coupled simulation proposed in this study can assess the outdoor thermal environment with accuracy.
Since most of the existing CFD simulation about thermal environment was limited as indoor environment, it is not appropriate to adopt the same method for external thermal environment, because the solar radiation highly affect the outdoor thermal environment. Thus, in case of assessing the outdoor thermal environment, the radiation calculation is very important. In this study, as a new method to evaluate the outdoor thermal environment, coupled simulation of convection and radiation will be proposed.
Among the factors that must be taken into account when using thermal imaging cameras that are expanding their application to various fields, a basic study was conducted focusing on temperature on the effect of solar radiation on the photographed thermal image. Through all experiments, in order to use an image taken with a thermal imaging camera for an object installed or located outdoors, a separate temperature correction according to the size of solar radiation or a separate device to block the effect of solar radiation must be additionally installed. Since the temperature of the same object may vary in the thermal image taken indoors or outdoors, it is necessary to calibrate it through comparison with other temperatures as a reference point. In the case of measuring the temperature of a glossy surface such as metal indoors with a thermal imaging camera, it was confirmed that an environment that can remove the light reflection effect by the glossy surface must be constructed and photographed.
Kim, Hae-Hyoung;Yoo, Seung-Joon;Park, Pyoung-Kyu;Kim, Young-Soo;Hong, Seung-Tae
Fire Science and Engineering
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v.31
no.2
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pp.17-23
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2017
The test methods using convection (flame) and radiation heat sources were compared to evaluate the thermal protective performance of the firefighter's protective clothing. In particular, the influence of the outer shell, mid-layer, and lining constituting the firefighter's protective clothing on the thermal protective performance was compared for convection and radiation heat sources. Tests for the thermal protective performance were carried out according to KS K ISO 9151 (convection), KS K ISO 6942 (radiation), and KS K ISO 17492 (convection and radiation). When tested under the same incident heat flux conditions ($80kW/m^2$), the heat transfer index ($t_{12}$ and $t_{24}$) for the radiation heat source was higher than that for the convection heat source. This means that radiation has a lesser effect than convection. For the convection heat source, the lining had the greatest effect on the thermal protective performance, followed by the mid-layer and the outer shell. On the other hand, for the radiation heat source, the effect on the thermal protective performance was great in the order of lining, outer shell, and mid-layer. Convection and radiation have fundamentally different mechanisms of heat transfer, and different heat sources can lead to different thermal protective performance results depending on the material composition. Therefore, to evaluate the thermal protective performance of the firefighter's protective clothing, it is important to test not only the convection heat source, but also the radiation heat source.
The heat from PV modules should be removed for better electrical performance, and can be converted into useful thermal energy. A photovoltaic-thermal(PVT)module is a combination of PV module with a solar thermal collector which forms one device that converts solar radiation into electricity and heat simultaneously. The performance of the PV/Thermal combined collector module is directly influenced by solar radiation that also has an effect on PV module temperature. It is also has believe that the energy performance of PV/T collector is related to absorber design as well as PV module temperature. The existing study has been paid to the PV/Thermal combined collector module with circle tube absorbers. The aim of this study is to analyze the experimental performance of the PV/Thermal combined collector rectangular tube absorbers according to solar radiation. The experimental result show that the average thermal and electrical efficiencies of the PVT collector were 43% and14.81% respectively. Solar radiation is one of the most influential factors to determine the energy performance of PVT collector, but from a certain level of solar radiation the PVT collector receives on, its efficiencies began to decrease.
Infrared (lR) detectors are widely used for such applications as thermoelstic stress analysis, medical diagnostics and temperature measurement. Infrared detectors commonly need to be refrigerated below 80 K, and thus a cooling system should be equipped together with the detector system. The cooling load, which should be removed by the cooling system to maintain the nominal operating temperature of the detector, critically depends on the insulation efficiency of the cryochamber housing the detector. Cryochamber considers the conduction heat transfer through a cold finger, the gases conduction and radiation heat transfer. The thermal loads of an infrared detector Cryochamber with radiation shield are investigated experimentally in present study. Since the effect of radiation heat transfer on thermal loads is significant, radiation shields is installed in the cold finger part to protect heat input through radiation. It is found that the thermal load can be substantially reduced by increasing the number of radiation shield.
The tree is regarded as an sustainable architectural outdoor design element which reduce urban heat island effect by its solar shading and evapotranspiration. This study carried out field observations of measuring thermal environment of selected tree and its ambience to determine passive cooling effects. Results from the field observations are as below; Tree-shading effect to the thermal environment can not be properly evaluated by merely measuring air temperature differences between tree-shaded space and unshaded space for the maximum temperature difference is less than $1.5^{\circ}C$. The differences of longwave radiation and shortwave radiation between tree-shaded space and unshaded space are measured. Shortwave radiation is considered as a main thermal comfort determining factor for the difference of the shortwave radiation is much bigger than that of longwave radiation. By thermal infrared image analysis, the surface temperature of the tree under strong solar radiation is measured same as ambient air temperature. By which the evapotranspiration is considered to retard tree surface temperature raising effectively.
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