본 연구는 지벡(Seebeck)효과를 이용한 열전발전소자의 효율증가를 위한 Cooling System에 대한 연구이다. 열전발전소자는 Hot side와 Cool side의 온도차에 의해 전력발생 효율이 결정되며 열전발전소자가 견딜 수 있는 Hot Side의 온도는 고정돼있는 반면, Cool Side의 온도는 Cooling System의 설계에 따라 온도 설정이 가능하다. 본 연구는 Cooling System은 방열판과 팬으로 구성된 공랭방식을 사용하였고, 냉각효율을 높이기 위해 방열판의 크기 및 모양 팬의 크기와 속도 공기의 이동방향에 따른 냉각특성을 실험하였고 그에 따른 특성들을 논하고자 한다.
제철용 고로구조물의 안전성 위협 요인으로는, 고로자중이나 철광석 낙하 둥과 같은 기계하중 외에도 구조물 내부 온도가 최대 $1700^{\circ}C$에 이르는 고온 환경을 들 수 있다. 이러한 고온의 작업 환경은 고로 구성부재들의 크립손상, 열피로 문제 등을 야기시키기 때문에 이들 고열에 의한 영향평가는 고로의 안전성 평가에 있어 필수요소로 거론되고 있다. 일반적으로 고로의 단면을 구성하고 있는 내화재, 냉각판, 철피 등의 냉각시스템을 거치면서 내부의 고온 환경은 고로 외피에 이르는 동안 온도강하가 이루어진다. 급격한 온도강하는 나타나지 않지만 장기간 고로 가동에 있어 상시하중으로 작용하는 이 열원에 의해 고로 각 구부위에는 열응력이 발생하고 이 열응력과 나머지 기계적 하중의 조합에 의해 크립이나 열피로 등과 같이 고로 구조물 안전성 위해요인들이 발생한다고 분석되어 진다. 따라서 본 연구에서는, 고로 안전성 평가를 위한 첫 번째 단계로서 범용유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용한 열응력 해석을 수행하여 잠재적인 안전성 위해요인으로 알려진 열응력 발생 특성을 분석하고, 고로 건전설계 및 보수 유지 관리지침으로 활용할 수 있는 기반기술을 개발한다.
아밀로오스 함량이 22%인 일반 옥수수전분과 아밀로오스 함량이 46%인 고아밀로오스 옥수수 전분을 이용하여 난소화성 전분의 제조과정 중 가열온도, 수분함량, 저장온도 및 가열-냉각회수 인자들이 난소화성 전분생성율에 미치는 영향을 반응표면분석법으로 분석한 결과 고아밀로오스 옥수수 전분이 옥수수 전분에 비하여 높은 난소화성 전분의 생성율을 나타내었다. 본 실험조건에서 고아밀로오스 옥수수 전분의 난소화성 전분 생성 최적 제조조건은 6회의 가열-냉각, 2$0^{\circ}C$의 저장온도, 108$^{\circ}C$의 가열온도 및 57%의 수분함량이었으며 생성율은25%수준이었다. 난소화성 전분의 제조시 영향을 미치는 순서는 가열-냉각회 수, 수분함량, 가열온도, 저장(냉각)온도 순이었다. 난소화성 전분의 제조과정에서 전분입자의 파괴 및 다공성 망상구조를 보였으며 비표면적의 증가와 평균직경의 감소현상이 나타났고 열처리에 의하여 색깔은 어두워지고 노란색상의 증가를 보였다. 가열-냉각 과정에서 옥수수 전분의 경도, 응집성, 탄력성 및 점성의 감소현상이 두드러졌다.
KSTAR ICRF 안테나의 진공특성을 실험적으로 조사하였다. 제작된 안테나를 총 유효배기속도 1015 l/s의 진공펌프가 장착된 시험용 진공용기에 설치하였으며, 고주파 시험하기 전에 시간에 따른 압력 변화, 총기체 부하, 도달 진공도 등을 측정하였다. 낮은 출력의 고주파를 반복적으로 인가함으로서 세정 효과를 확인하였다. 안테나에 고주파를 인가하여 시험하는 동안 진공도 변화를 측정하였으며, 압력 상승에 의해 방전이 유발되는 한계 압력을 조사하였다. 본 안테나의 경우 고주파 인가 중에 진공용기의 압력이 $10^{-4}$ mbar 이상이 되면 방전이 일어났다. 장펄스 시험에서 안테나의 온도와 시험용 진공용기의 압력을 측정하여 안테나를 냉각하지 않은 상태에서 운전이 가능한 전압을 조사하였으며, 냉각했을 때의 결과와 비교하였다.
고도의 진공 환경을 요구하는 반도체 생산 라인에 적용되는 고진공 펌프는 주로 복합 분자펌프와 크라이오 펌프가 사용되고 있다. 이 중 크라이오 펌프는 극저온으로 냉각되는 냉각판에 기체 분자를 응축 또는 흡착시켜 기체를 제거하는 방식으로 복합 분자 펌프로 무게가 가볍고 증발 온도가 낮은 네온, 수소, 헬륨 기체 제거에 장점이 있다. 본 연구에서는 현재 상용화된 크라이오 펌프에 적용되는 GM 극저온 냉동기를 대체하기 위한 2단 GM형 맥동관 냉동기를 개발하여 기초 성능 시험을 수행하였다. 1단과 2단 모두 U-자형 형상으로 제작되었으며, 압력과 질량 유동 사이의 위상 조절을 위하여 오리피스 밸브와 이중 유입 밸브를 사용하였다. 개발된 맥동관 냉동기의 냉각 성능 목표는 1단(80 K)과 2단(20 K)에서 각각 45 W와 5 W이다. 기초 시험에서는 위상 조절용 밸브들의 개도와 작동 조건에 대한 냉각 특성과 부하 특성 시험을 수행하였다. 특히, 본 연구에서는 로터리 밸브 및 위상 조절 기구의 배치로 인해 고온부 형상이 복잡한 맥동관 냉동기를 크라이오 펌프로의 적용 편의성을 위하여 고온부 외형 구조를 단순화하였으며, 개발된 맥동관 냉동기와 기존에 크라이오 펌프에 적용되는 GM 극저온 냉동기를 비교, 고찰하였다.
산업의 발달과 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 고효율, 저공해인 가스터빈의 응용범위가 넓어지고 있는 추세이다. 가스터빈 기관의 효율을 높이기 위해서는 터빈 입구온도를 높이는 것이 필수적인데 이는 재질에 의해 제한 받게 되고 이 때문에 효과적인 냉각방법의 필요성이 대두되었다 충돌제트는 국소적으로 높은 열/물질 전달 효과를 얻을 수 있어서 터빈 블레이드 냉각과 연소기 벽면 냉각에 효과적으로 응용 될 수 있다. 이러한 충돌제트의 냉각효과는 제트출구의 초기조건에 매우 민감한데 Kelvin-Helmholts 불안정은 불안정한 자유전단층에서 자연적인 와류생성(roll up)과 개개의 와류고리 형성의 원인이 되고 이 고리의 성장과 병합(pairing)은 제트의 유동특성에 상당히 영향을 미친다. 제트주위에 생성되는 이러한 와류에 의해 제트중심에서 속도와 난류강도가 변하게 된다. 이러한 제트초기의 불안정성은 하류에서의 와류성장에 영향을 끼치기 때문에 와류의 조절에 의한 충돌 면에의 열 전달 효과 상승을 기대할 수 있다. 이 조절방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 하나는 제트주의 환형관에 이차유동을 가하여 와류를 직접 제어함으로써 자유전단류(free shear layer flow)의 안정성 원리를 이용하여 열 전달을 촉진하는 것이고 다른 하나는 음향여기(acoustic exitation)를 사용하여 제트주위의 와류형성을 조절하는 것인데, 자연적으로 형성되는 와류의 주파수(와류의 고유주파수)나 부조화 주파수(subharmonic)로 음향여기 시키는 경우 제트 주위 와류는 더욱 증폭되고 그렇지 않은 경우 제트주위 와류의 형성이 억제되어 더 긴 제트코어의 길이 및 제트코어 주위에서 작은 크기의 와류들이 형성된다.
벼 저장에 영향을 주는 중요한 인자는 벼의 수분함량, 온도 및 습도이고, 이 이외에 생리적 현상으로서 곡물 자체의 호흡작용으로 인한 발열현상과 생물학적 요인으로는 해충, 미생물, 쥐 등이 있다. 따라서 저장성을 높이고 고품질로 유지하기 위해서는 저장 시 환경조건이 중요하며 현재 국내 환경에 적합한 벼 저장시설을 개발하기 위한 연구가 다각도로 진행되고 있다. (Kim 등, 1999, Keum 등, 2000) 일본의 경우 북해도 지역에서 자연냉기로 벼를 냉각시켜 곡온을 저온으로 유지하면서 고품질로 장기간 콘크리트 사이로에 저장하는 기술을 개발하여 보급하고 있다. (천촌주삼, 2000) (중략)
The important problem in the high speed spindles is to reduce and minimize the thermal effect by the motor and ball bearings. Thermal characteristics according to the bearing preload and hollow shaft cooling are studied for the spindle with the oil mist lubrication and high frequency motor. Temperature distribution and thermal deformation according to the spindle speed, preload and flow rate are measured by thermocouple and gap sensor. Temperature distribution and thermal deformation are analyzed by using the finite element method. The results of analysis are compared with the measured data. This paper show that the suitable preload and hollow shaft cooling are very effective to minimize the thermal effect by the motor and ball bearings. This study indicates that temperature distribution and thermal deformation of the high speed spindle system can be estimated reasonably by using the three dimensional model through the finite element method and supports thermal optimization and more effective cooling method.
Use of the high frequency motor spindles are increasing for the high speed machine tools recently. The important problem in the high speed spindles is to reduce and minimize the thermal effect by the motor and ball hearings. Thermal characteristics according to the bearing preload and spindle cooling are studied for the spindle with the oil mist lubrication and high frequency motor. Temperature distribution and thermal displacement according to the spindle speed, preload and flow rate are measured. Temperature distribution and thermal displacement of the high speed spindle system can be estimated reasonably by using the three dimensional model through the finite element method. The results of analysis are compared with the measured data. This study supports thermal optimization and find out more effective cooling condition. This paper show that the suitable preload and spindle cooling are very effective to minimize the thermal effect by the motor and ball bearings.
Aggregate thermal properties and cooling methods are most important to evaluate the residual mechanical properties of concrete. In this study, we evaluate the residual mechanical properties of concrete according to the aggregate type and cooling method. We use the normal weight aggregate and light weight aggregate which have different thermal properties. After heating to the target temperature, we evaluate the mechanical properties according to the slow and fast cooling condition. As a result, normal weight aggregate concrete has higher effectiveness of cooling conditions than light weight aggregate concrete.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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