• 제목/요약/키워드: 고온설계

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스크램젯용 공기 가열기 개념연구 (Conceptual study of the Vitiated Air Heater for Scramjet test)

  • 이정민;강경택;임진식
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.349-352
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    • 2010
  • 본 연구는 스크램젯의 연소특성 연구 및 스크램젯 엔진의 지상연소시험의 필수 장비인 공기가열기의 개념 연구에 대한 것이다. 공기가열기는 스크램젯의 흡입구나 연소실로 고온의 공기를 공급하기 위한 다양한 방법 중 하나이며, 고온의 연소가스와 실제 공기에 보다 유사한 혼합기체(혼합공기)를 얻을 수 있는 연료를 사용하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 형식을 갖는 외국의 공기가열기를 조사하고, 스크램젯 비행체를 개발하기 위한, 액화천연가스(CH4)와 수소를 연료로 사용하는 공기가열기의 인젝터를 개념 설계하였다.

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고온고압 환경에 노출된 영상장치 내열특성 (Thermal Characteristics of Imaging Device Exposed to High Temperature and High Pressure)

  • 신재익;안동찬;조재한
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1192-1195
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    • 2017
  • 본 논문은 엔진 시험시 엔진의 후단에 설치되어 엔진 내부의 상태를 감시하는 영상장치의 내열 특성에 관한 것으로, 엔진 시험설비에 사용되는 영상프로브 소개 및 개발에 관한 내용을 담고 있다. 엔진 후단의 영상장치는 고온고압 환경에 노출되어 있어서 장치형상 변경 및 냉각수 공급으로 장치의 안정성을 확보해야 한다. 국방과학연구소의 엔진 시험 장치의 후단에 영상프로브가 설치되어 있으며, 내열특성을 반영하여 설계하여 장치의 안정성을 확보하였다.

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1kW급 스털링엔진 고온 열교환기의 Fin 형상 개선 효과 분석 (Effects of Novel Fin Shape of High Temperature Heat Exchanger on 1 kW Class Stirling Engine)

  • 안준;김석연
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권8호
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    • pp.545-552
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    • 2017
  • 본 연구에서는 1 kW급 가정용 열병합 시스템의 원동기로 설계된 스털링 엔진의 고온 열교환기에 대하여 Fin 길이, 간격, 각도 등을 조정한 새로운 형상 및 기존 형상에 대하여 수치해석을 수행하여 형상 개선에 따른 성능 향상을 확인하였다. 형상을 개선하는 과정에서 고려하지 않았던 공기예열기를 포함하여 수치해석을 수행한 결과 실린더 헤드 부분에서 음의 열유속이 발생하는 현상이 관찰되었다. 배가스 온도 및 연소실 벽면 온도를 분석하여 이 현상을 규명하였다. 다음으로 이상적인 사이클을 가정하여 형상 개선에 의한 열전달량 증가가 열역학적 사이클 및 시스템 성능에 미치는 영향을 예측하였다.

고온주변에서 사용되는 에틸렌-프로필렌-디엔 합성고무 봉인물질을 가진 솔레노이드구동밸브의 작동실패 사례 및 원인 분석 (The Investigation for the Cases and Cause of the Failures of the EPDM Sealed SOVs Used in the High Temperature Circumference)

  • 이준;서재광;박천태;김영인;윤주현
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.82-85
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    • 2004
  • EPDM 봉인물질을 가진 SOV의 작동실패 사례 및 원인을 분석해보면 많은 SOV 고장(SOV failures)은 결국 EPDM 봉인물질이 원인인 것으로 나타났다. SOV 고장은 SOV가 그것의 설계 범위를 초과하는 주위 온도(ambient temperature)에 노출되어 있었기 때문에 발생되었다. 그러한 SOV 고장은 증기누설, 주위 온도의 부정확한 평가 등의 원인에 의해 발생되었다. 또한 SOV 고장은 연속적인 coil의 여기시 발생하는 가열(heatup from energization)로 인해 수명이 단축되는 영향이 서비스 수명 기간에 적절하게 포함되지 않았기 때문에 발생되었다 많은 발전소 운용자는 이러한 사실을 알고 있지 못하였으며 결과적으로 서비스 수명 기간이 과도 예측되는 결과가 초래되었다 SOV의 또 다른 연성(Soft) 봉인물질로, 열저항 특성이 EPDM에 비해 약 $50^{\circ}C$ 정도 우수한 Viton 봉인물질에 대한 특성이 제시되었다. 더불어 현재 많은 국외 솔레노이드구동밸브 전문 생산업체들이 Viton 재료를 옵션으로 채택하고 있는 추세이다. 그러나 고온주변에서 지속적으로 노출되어 있는 환경에서 Viton이 EPDM의 문제점을 어느 정도 해결할 수 있는 지의 여부는 현재 결론 내리기 어려울 것으로 판단되며, 향후 이를 채택한 SOV의 운전경험을 계속 주시할 필요가 있을 것으로 판단된다.

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Cr-Zr-Al segment 타겟을 장착한 Unbalanced magnetron sputtering 활용하여 증착한 CrZr-Al-N 박막의 thermal stability와 microstructure에 관한 연구 (Thermal stability and microstructure of CrZr-Al-N films synthesized by unbalanced magnetron sputtering with Cr-Zr-Al segment target)

  • 김동준;라정현;이상율
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.173-173
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    • 2012
  • 본 연구는 segment target을 장착한 unbalanced magnetron sputtering을 활용하여 CrZr-Al-N 박막을 합성하고 박막의 고온안정성과 미세구조를 연구하는데 그 목적이 있다. 박막의 Al 함량을 조절하기 위하여 각 segment target은 Cr,Zr을 일정vol% 유지하며 Al vol%만 변화하여 설계하였다. 박막의 고온안정성을 실험하기 위해 각 시편은 $100{\sim}500^{\circ}C$ 사이의 온도에서 1시간씩 annealing 처리를 실시한 후에 경도를 측정하였다. 박막의 미세구조 단면을 위해 FE-SEM을 이용하였으며 이밖에 박막의 조성, 경도 및 결정구조를 측정하기 위해 EDS, microhardness testing system, XRD를 사용하였다. Al 부피비를 변화시킨 Segment target을 활용한 박막합성에서 박막의 Al함량은 각각 1/11에서 4.6at.%, 1/5에서 8.1at.%, 1/3에서 12.9at.% 로 나타났으며, 박막의 경도는 4.6~12.9at.% 사이의 Al 함량을 갖는 박막에 대해 모두 유사한 값을 가졌으며 31GPa로 측정되었다. 박막의 단면 구조 역시 4.6~12.9at.% 사이의 Al 함량을 갖는 박막에 대해 모두 columnar 구조가 관찰되었다.

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케이블 사장교용 내고온·내고압 유압 펌프의 설계에 관한 연구 (Study on Design of Hydraulic Pump with High Temperature and High Pressure Resistance for Cable-Stayed Bridge)

  • 진진;우위팅;김동선;김상배;류성기
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권11호
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    • pp.109-114
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    • 2019
  • Hydraulic pumps are widely used in fields such as machinery manufacturing, engineering and construction. Although the research on hydraulic engineering is mature, it is still necessary to examine various performance aspects in detail for specific applications. This paper will focus on the hydraulic pump used in special construction machinery that needs high temperature and high pressure resistance. It will analyze the theoretical design, structure and thermal characteristics of the pump system using the Fundamentals of Engineering (FE) method, and will measure the key tolerance parameters of the hydraulic pump to ensure the accuracy of the machining. Through this research, a good design method for the linear reciprocating type of hydraulic pump can be summarized.

고온 고압 공기가열기 성능시험 (Performance Test of Vitiated Air Heater with High Temperature and High Pressure)

  • 이정민;나재정;홍윤기;김정우
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.68-75
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    • 2018
  • 본 연구는 설계된 고온 고압 연소식 공기가열기의 성능을 확인하기 위한 성능시험과 그 결과분석에 대한 것이다. 총 4가지의 시험조건에 대한 시험과 3가지 조건에 대한 레이크 측정 시험이 수행되었다. 성능시험결과 목표 온도와 공급 유량조건을 모두 만족하였으며, 최대 공급온도 2000 K, 최대 연소압력 40 bar의 조건을 만족하였다. 공급된 메탄의 유량은 이론값보다 최대 36% 증가하였으며, 측정된 온도는 이론적으로 계산된 온도보다 최대 19.6%의 차이를 보였다.

LTP 퍼니스의 내부 유동 및 온도 균일도 최적화를 위한 실천공학교육적 문제해결 (Problem Solving about Practical Engineering Education based on Analysis on Optimized Internal Flow of LTP Furnace and Uniformity of Temperature)

  • 김진우;윤기만;조은정
    • 실천공학교육논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.125-129
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    • 2018
  • 이 논문은 LTP 퍼니스의 최적화 된 내부 유동과 온도의 균일성에 대한 수치 해석에 관한 것이다. 반도체 제조 공정에서 실리콘 웨이퍼를 어닐링하기 위한 기능을 수행한다. 특히 챔버 내부의 최고 온도를 약 $400^{\circ}C$의 고온으로 유지하여 웨이퍼를 보강한다. 공정이 고온에서 완료되면 열 교환기를 통해 온도를 낮추고 이를 수행하기 위한 작업이 반복된다. 이 논문에서 최종적인 목표는 LTPS 퍼니스의 유동 해석을 통해 챔버의 단열 공급과 배기 구조의 최적 설계를 도출하는 것과 교육과정 개발을 위한 사례 발굴에 있다.

Type 316L 스테인리스강의 700℃ 열교환기에의 적용 방법론 (Application methodology of Type 316L stainless steel to a 700℃ heat exchanger)

  • 이형연;남기언;이윤승;어재혁
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.75-83
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    • 2024
  • In this study, high temperature design and integrity evaluation methodology have been developed for Type 316L stainless steel air-to-sodium heat exchanger which uses 700℃ sodium as coolant. Currently the only design rules that take creep effects into consideration explicitly for the 316L stainless steel subjected to high temperature in the creep range are French RCC-MRx, where elevated temperature designs are possible around 550℃. Absent design coefficients at high temperature were determined based on the material properties newly determined in previous studies, and high-temperature design evaluation methodologies were developed based on 3D finite element analyses on the 700℃ class heat exchanger. In addition, works were conducted on the web-based design evaluation program of HITEP_RCC-MRx including incorporation of material properties and design coefficients up to 700℃. Methodologies on high temperature design evaluations on Type 316L stainless steel high-temperature heat exchanger were suggested.

고온에 노출된 고강도 콘크리트 기둥의 폭렬해석 (Spalling Analysis of High-Strength Reinforced Concrete Columns under High Temperature)

  • 신성우;유석형
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.193-200
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    • 2007
  • 고온을 받는 고강도 콘크리트의 폭렬현상을 해석하기 위하여 온도해석, 열응력해석 및 수분이동 해석과 더불어 콘크리트 피복의 박리여부까지 고려하여야 하는 매우 복잡하고 어려운 해석과정이 요구되나 아직 이에 대한 연구가 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 수증기 압력을 온도와 피복두께의 함수로서 정의하고 또한 적합조건을 이용함으로써 피복콘크리트의 박리여부를 예측할 수 있는 실용적인 폭렬해석 알고리즘을 개발하였다. 폭렬해석결과 콘크리트 강도가 증가 할수록 PP섬유량이 적을수록 폭렬현상이 심하게 발생하였으며, 이는 기존의 실험결과와 유사한 경향을 나타내어 향후 고강도 콘크리트 내화설계를 위한 폭렬해석 시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.