• 제목/요약/키워드: thermal vacuum

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통신해양기상위성의 열평형 시험 모델 및 예비 예측 (Modelling and Preliminary Prediction of Thermal Balance Test for COMS)

  • 전형열;김정훈;한조영
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제26권3호
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    • pp.403-416
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    • 2009
  • 한국항공우주연구원에서는 기상탑재체, 해양탑재체 및 통신탑재체를 탑재한 정지궤도 위성인 통신해양기상위성을 개발하고 있다. 한국항공우주연구원에서 자체 개발한 대형 열진공 챔버를 이용하여 통신해양기상위성의 열평형 시험을 수행 할 예정이다. 열평형 시험의 주목적은 열해석 모델을 보정하고 열제어 설계를 검증하는데 있다. 통신해양기상위성의 고온 열평형 시험을 위해 남쪽과 북쪽 방열판 위에 외부 열유입량을 모사하기 위한 히팅플레이트를 장착하고, 액화질소 및 질소가스를 이용하여 히팅플레이트의 온도를 90K에서 260K 사이로 조절할 예정이다. 또한 열진공 챔버의 벽면은 심우주의 낮은 온도를 모사하기 위해 열평형 시험동안 액화질소를 이용하여 90K로 유지할 예정이다. 이 논문에서는 통신해양기상위성의 열평형 시험을 위한 열진공 챔버, 탑재체를 위한 타깃, 히팅플레이트 등 위성 모델링에 관한 내용과 열평형 시험 예측을 위한 경계조건, 부품의 작동 상태 및 온도 예측에 관해 다루고자 한다. 또한 새로이 개발한 히팅플레이트를 이용하여 열평형 시험을 수행하는 방법에 대한 타당성을 검토하고자 한다.

Thermal Analysis of Spacecraft Propulsion System and its Validation

  • Han, Cho-Young;Park, Joon-Min
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권5호
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    • pp.847-856
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    • 2004
  • Heaters for the spacecraft propulsion system are sized to prevent propellant from catastrophic freezing. For this purpose, thermal mathematical model (TMM) of the propulsion system is developed. Calculation output is compared with the results obtained from thermal vacuum test in order to check the validity of TMM. Despite a little discrepancy between the two types of results, both of them are qualitatively compatible. It is concluded that the propulsion system heaters are correctly sized and TMM can be used as a thermal design tool for the spacecraft propulsion system.

Sputtering of Multifunctional AlN Passivation Layer for Thermal Inkjet Printhead

  • 박민호;김상호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.50-50
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    • 2011
  • The aluminum nitride films were prepared by RF magnetron sputtering using an AlN ceramic target. The crystallinity, grain size, Al-N bonding and thermal conductivity were investigated in dependence on the plasma power densities (4.93, 7.40, 9.87 W/$cm^2$) during sputtering. High thermal conductivity is important properties of A1N passivation layer for functioning properly in thermal inkjet printhead. The crytallinity, grain size, Al-N bonding formation and chemical composition were observed using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), fourier transform infrared (FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), respectively. The AlN thin film was changed from amorphous to crystalline as the power density was increased, and the largest grain size appeared at medium power density. The near stoichiometry Al-N bonding ratio was acquired at medium power density. So, we know that the AlN thin film had better thermal conductivity with crystalline phase and near stoichometry Al-N bonding ratio at 7.40 W/$cm^2$ power density.

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The Study on Thermal Performance Evaluation of Building Envelope with VIPs

  • Jeon, Wan-Pyo;Kwon, Gyeong-Jin;Kim, Jin-Hee;Kim, Jun-Tae
    • KIEAE Journal
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    • 제16권1호
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    • pp.5-10
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    • 2016
  • Purpose: The energy consumption in buildings has continuously increased in some countries and it reaches almost 25% of the total energy use in korea. Therefore there are various efforts to minimize energy consumption in buildings, and the regulations on building envelope insulation have been tightened up gradually. To satisfy the building regulation, the use of vacuum insulation panels(VIPs) is increasing. VIP is a high performance insulation materials, so that it can be thinner than conventional insulation material. When VIP is applied in a building, it may cause thermal bridge, which occurs due to very low thermal conductivity compared to other building materials and the envelope of VIPs. Method: This study designed the capsulized VIPs using conventional insulation for reduction of the thermal bridge. Then designed VIPs were applied to a wall. The linear thermal transmittance and the effective thermal conductivity were analyzed by HEAT2 simulation program for two dimensional steady-state heat transfer. The result compared with a wall with non-capsulized VIPs. Result: It analyzed that the wall with capsulized VIPs had lower linear thermal transmittance and reduced the difference of the effective thermal transmittance with one dimensional thermal transmittance compared to that of the wall with non-capsulized VIPs.

큐브위성 STEP Cube Lab. 비행 모델의 열진공시험을 통한 성능 및 열제어계 설계 검증 (Performance and Thermal Design Validation for FM STEP Cube Lab.)

  • 강수진;정현모;서정기;오현웅
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권9호
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    • pp.814-821
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    • 2015
  • 극초소형 위성으로 분류되는 큐브위성 STEP Cube Lab.(Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project)은 우주기반 핵심기술들의 궤도검증을 주 임무로 2015년 발사를 위해 최종 비행모델의 개발을 완료하였다. 상기 임무를 위해 STEP Cube Lab.은 수동 열제어를 기반으로 최적화된 열제어 설계를 수행하였으며, 수락(acceptance) 수준의 열진공시험을 통해 위성 성능 및 열제어 설계의 검증을 완료하였다. 또한 열평형 시험을 통해 위성 열-수치 모델의 신뢰도 향상을 위한 보정 작업을 수행하였다. 본 논문에서는 STEP Cube Lab. FM의 열진공시험을 통한 일련의 검증 과정에 대해 서술하고자 한다.

금속진공단열패널의 심재용 기포콘크리트의 성능에 관한 연구 (A Study on the Performance of Foamed Concrete for Cores Material of Metal Vacuum Insulation Panel)

  • 홍상훈;김봉주
    • 한국건축시공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.417-423
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    • 2020
  • 건축물의 에너지 소비 중 40%인 냉·난방을 줄이기 위해 외피 단열향상이 중요시되고 있다. 이에 기존 단열재를 개선하기 위해 진공단열패널VIP(Vacuum Insulation Panel)을 건축물에 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만 VIP는 보수보강이 불가능해 이를 개선한 금속진공단열패널을 고려하였다. 금속진공단열패널의 심재는 진공압력을 버티고, 낮은 열전도율을 가져야 하므로 기포콘크리트를 채택하였다. 하지만 예비 실험을 통해 기포의 양이나 성질에 의해 0.001torr에 도달하는 시간이 다른 것을 확인하였다. 이러한 영향은 기포제의 종류 및 기포 슬러리 밀도 등에 의해 진공도달시간이 달라질 것이라 판단하여 최적 기포콘크리트 조건이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 금속진공단열패널의 심재인 기포큰크리트의 기포제 종류 및 기포 슬러리 밀도에 따라 진공도달시간 및 열전도율 변화를 측정하여 심재로 적용 가능한 기초적 자료를 제시하는 것을 연구목적으로 한다.

Combustion Characteristics of a Hot Water Boiler System Convertibly Fueled by Rice Husk and Heavy Oil - Heavy Oil Combustion Characteristics -

  • Kim, Myoung Ho;Kim, Dong Sun;Park, Seung Je
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제38권4호
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    • pp.306-311
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    • 2013
  • Purpose: With the ever-rising energy prices, thermal energy heavily consuming facilities of the agricultural sector such as commercialized greenhouses and large-scale Rice Processing Complexes (RPCs) need to cut down their energy cost if they must run profitable businesses continually. One possible way to reduce their energy cost is to utilize combustible agricultural by-products or low-price oil instead of light oil as the fuel for their boiler systems. This study aims to analyze the heavy oil combustion characteristics of a newly developed hot water boiler system that can use both rice husk and heavy oil as its fuel convertibly. Methods: Heavy oil combustion experiments were conducted in this study employing four fuel feed rates (7.6, 8.5, 9.5, 11.4 $l/h$) at a combustion furnace vacuum pressure of 500 Pa and with four combustion furnace vacuum pressures (375, 500, 625, 750 Pa) at fuel feed rates of 9.5 and 11.4 $l/h$. Temperatures at five locations inside the combustion furnace and 20 additional locations throughout the whole hot water boiler system were measured to ascertain the combustion characteristics of the heavy oil. From the temperature measurement data, the thermal efficiency of the system was calculated. Flue gas smoke density and concentrations of air-polluting components in the flue gas were also measured by a gas analyzer. Results: As the fuel feed rate or combustion furnace vacuum pressure increased, the average temperature in the combustion furnace decreased but the thermal efficiency of the system showed no distinctive change. On the other hand, the thermal efficiency of the system was inversely proportionally to the vacuum level in the furnace. For all experimental conditions, the thermal efficiency remained in the range of 80.1-89.6%. The CO concentration in the flue gas was negligibly low. The NO and $SO_2$ concentration as well as the smoke density met the legal requirements. Conclusions: Considering the combustion temperature characteristics, thermal efficiency, and flue gas composition, the optimal combustion condition of the system seemed to be either the fuel feed rate of 9.5 $l/h$ with a combustion furnace vacuum pressure of 375 Pa or a fuel feed rate of 11.4 $l/h$ with a furnace vacuum pressure between 500 Pa and 625 Pa.

큐브위성 STEP Cube Lab.의 임무 탑재체 인증모델의 열진공시험 및 열모델 보정을 통한 궤도 열해석 (Thermal Vacuum Test and Thermal Analysis for a Qualification Model of Cube-satellite STEP Cube Lab.)

  • 강수진;하헌우;한성현;서정기;오현웅
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.156-164
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    • 2016
  • 우주기반기술 검증용 극초소형 위성 STEP Cube Lab.(Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project)의 주요 탑재체인 집광형 프레넬렌즈가 적용된 고효율 집광형 태양전력시스템, 열선 절단방식이 적용된 무충격 구속분리장치 그리고 MEMS 기반의 고체추력기에 대해 인증수준의 열진공 시험과 열평형 시험을 수행하였다. 이를 통해 열진공 환경 하의 인증수준의 시험온도규격에서 탑재체의 구조건전성 및 정상작동성을 검증하고, 열평형 시험 결과로부터 보다 신뢰성 높은 보정된 열해석 모델을 확립하였다. 본 논문에서는 주요 임무 탑재체의 인증수준의 열환경 시험에 대한 기능시험 결과 및 시험 결과로부터 수행된 열모델 보정과 최종 열모델의 궤도 열해석 결과에 대해 기술하였다.