A theoretical model was developed to evaluate the effects of soil and airflow characteristics on the soil-air heat exchanger performances. The model, which includes three-dimensional transient energy and mass equilibrium-equation, was solved by using a computer program that uses Finite Difference Methods and Gauss-Seidel iteration computation. Energy gains, heat exchange efficiencies, and outlet air temperature are presented including the effects of soil moisture content, soil conductivity, soil thermal diffusivity, and soil initial temperature. Also, data related to the effects of airflow rate and inlet air temperature on the thermal performance of the system are presented. The results indicated that energy gains depend on soil conductivity, soil thermal diffusivity, and soil initial temperature. Heat exchange efficiencies relied on air mass flow rate and soil moisture content.
This study investigates the heat and mass transfer characteristics of a MoS2 nanoparticle suspension in ethylene glycol over a porous stretching sheet. MoS2 nanoparticles are known for their exceptional thermal and chemical stability which makes it convenient for enhancing the energy and mass transport properties of base fluids. Ethylene glycol, a common coolant in various industrial applications is utilized as the suspending medium due to its superior heat transfer properties. The effects of variable thermal conductivity, variable mass diffusivity, thermal radiation and thermophoresis which are crucial parameters in affecting the transport phenomena of nanofluids are taken into consideration. The governing partial differential equations representing the conservation of momentum, energy, and concentration are reduced to a set of nonlinear ordinary differential equations using appropriate similarity transformations. R software and MATLAB-bvp5c are used to compute the solutions. The impact of key parameters, including the nanoparticle volume fraction, magnetic field, Prandtl number, and thermophoresis parameter on the flow, heat and mass transfer rates is systematically examined. The study reveals that the presence of MoS2 nanoparticles curbs the friction between the fluid and the solid boundary. Moreover, the variable thermal conductivity controls the rate of heat transfer and variable mass diffusivity regulates the rate of mass transfer. The numerical and statistical results computed are mutually justified via tables. The results obtained from this investigation provide valuable insights into the design and optimization of systems involving nanofluid-based heat and mass transfer processes, such as solar collectors, chemical reactors, and heat exchangers. Furthermore, the findings contribute to a deeper understanding of stretching sheet systems, such as in manufacturing processes involving continuous casting or polymer film production. The incorporation of MoS2-C2H6O2 nanofluids can potentially optimize temperature distribution and fluid dynamics.
식품의 주요 구성 성분의 현탁액에 대한 열전도도와 열확산도를 $-40^{\circ}C\;-150^{\circ}C$의 온도 범위와 10%-60%의 농도 범위애서 측정하였다. 세 종류의 서로 다른 농도에서 측정된 실험값으로부터 가정된 모델에 의해 순수 성분의 열전도도와 열확산도를 각각의 온도에서 구한 다음 컴퓨터 프로그램을 이용하여 모델의 상수들을 구하였다. 본 연구에서 발전시킨 모델을 사용하여 얻은 식품의 열전도도와 열확산도 수치를 기발표된 모든 액체식품의 데이타와 비교해 본 결과 3.8%의 오차가 있었다. 식품의 주요 구성 성분의 함량과 온도가 주어지면 본 연구에서 발전시킨 모델을 이용하여 열전도도와 열확산도 수치를 위의 오차 한계에서 구할 수 있다.
Accurate information on the ground surface temperature is essential for design of a borehole heat exchanger and thus ensuring the performance of a ground source heat pump system along with knowledge on thermal diffusivity and conductivity of ground. In this study we analyzed the shallow subsurface temperature monitoring data of 58 Korea Meteorological Administration synoptic stations. As a result, we compiled mean annual ground surface temperature distribution map using multiple regression analysis of the monitoring data.
Cu matrix composites reinforced with chopped carbon fiber (CF), which is cost effective and can be well dispersed, are fabricated using electroless plating and hot pressing, and the effects of content and alignment of CF on the thermal properties of CF/Cu composites are studied. Thermal conductivity of CF/Cu composite increases with CF content in the in-plane direction, but it decreases above 10% CF; this is due to reduction of thermal diffusivity related with phonon scattering by agglomeration of CF. The coefficient of thermal expansion decreases in the in-plane direction and increases in the through-plane direction as the CF content increases. This is because the coefficient of thermal expansion of the long axis of CF is smaller than that of the Cu matrix, and the coefficient of thermal expansion of its short axis is larger than that of the Cu matrix. The thermal conductivity is greatly influenced by the agglomeration of CF in the CF/Cu composite, whereas the coefficient of thermal expansion is more influenced by the alignment of CF than the aggregation of CF.
Geothermal heat pump(GHP) systems use vertical borehole heat exchangers to transfer heat to and from the surrounding ground via a heat carrier fluid that circulates between the borehole and the heat pump. An Important feature associated with design parameters and system performance is the local thermal resistances between the heat carrier flow channels in the borehole and the surrounding ground. This paper deals with the in-situ experimental determination of the effective thermal properties of the ground. The recorded thermal responses together with the line-source theory are used to determine the thermal conductivity and thermal diffusivity, and the steady-state borehole thermal resistance. In addition, this paper compares the experimental borehole resistance with the results from the different empirical and theoretical relations to evaluate this resistance. Further, the performance simulation of a GHP system with vertical borehole heat exchangers was conducted to analyze the effect of the borehole thermal resistance on the system performance.
9 nuclear power plants are presently in operation in Korea. They produce radioactive waste of which the most long-lived radioactive elements need to be safely stored for hundreds of thousands of years, isolated from humanity and the environment. The safe disposal of high level radioactive waste in mined cavities requires knowledge of the mechanical. thermal and fluid flow characteristics of rock as perturbed by a thermal pulse The literature review was performed to assemble data on the following properties: modulus tensile strength compressive strength thermal expansion specific heat, thermal conductivity thermal diffusivity and permeability.
탄소 나노 튜브는 탄소 원자들이 육각형의 벌집모양으로 서로 연결된 고분자 탄소동소체로 다중벽일 경우 $3000W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$, 단일벽일 경우 $6000W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$ 정도로 매우 높은 열전도도를 보인다. 본 연구에서는 단일 빔과 이중 빔 방법으로 열렌즈 효과를 이용하여, 1.5 M 다중벽 탄소 나노튜브 분산액의 투과율과 열확산도를 측정하였다. 단일 레이저 빔의 진행방향으로 시료를 움직이는 z-scan 방법을 통해 비선형 광학계수들을 구하고, 이중 레이저 빔을 이용하여 열확산도를 측정하였다. 펌프 빔으로는 파장 532 nm이고 세기가 100 mW인 DPSS (Diode-pumped solid state, DPSS) 레이저를 사용하였고, 프로브빔으로는 파장이 633 nm이며 세기가 5 mW인 He-Ne 레이저를 사용하였다. 실험 결과 농도가 9.99, 11.10, 16.65, 19.98 mM일 때 비선형 흡수계수는 각각 0.046, 0.051, 0.136, 0.169 m/W였다. 또한 비선형 굴절률은 0.20, 0.51, 1.25, $1.32{\times}10^{-11}m^2/W$였고, 열확산도 평균치는 $1.33{\times}10^{-6}m^2/s$이었다.
In this study, the effect of deep ocean condenser inlet temperature ($T_{DOI}$), condenser inlet pressure ($P_{cond,in}$), and thermal diffusivity on system efficiency of some selected refrigerants was analyzed using HYSYS. The proposed DOTEC cycle is similar to the reheat Rankine cycle but eliminates irreversibilities by bleeding a fraction of the steam between certain stages of the turbine. The evaporator inlet mass flow rate, inlet temperature of turbine 1, turbine efficiency and inlet and outlet temperature of heat source were imposed. The working fluids considered are sorted in ascending order of their molecular weights as R717, R600a and R152a. Results indicated that a fluid with a lower boiling point temperature like R717 needs a corresponding high heat source and/or evaporator inlet pressure. Also, the response of thermal diffusivity closely follows the change in TDOI as an increase in $T_{DOI}$ increases $P_{cond,in}$ which reduces thermal diffusivity and system efficiency. Furthermore, the fluid with the nominal boiling point temperature has the highest efficiency with efficiency decreasing with an increase in TDOI.
There is ongoing research to develop lithium ion batteries as sustainable energy sources. Because of safety problems, solid state batteries, where electrolytes are replaced with solids, are attracting attention. Sulfide electrolytes, with a high ion conductivity of 10-3 S/cm or more, have the highest potential performance, but the price of the main materials is high. This study investigated lithium hydride materials, which offer economic advantages and low density. To analyze the change in ion conductivity in polymer electrolyte composites, PVDF, a representative polymer substance was used at a certain mass ratio. XRD, SEM, and BET were performed for metallurgical analyses of the materials, and ion conductivity was calculated through the EIS method. In addition, thermal conductivity was measured to analyze thermal stability, which is a major parameter of lithium ion batteries. As a result, the ion conductivity of LiH was found to be 10-6 S/cm, and the ion conductivity further decreased as the PVDF ratio increased when the composite was formed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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