• 제목/요약/키워드: 수화학해석

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화학열펌프에 있어서의 무기수화물계 축열시스템에 관한 연구(II) -CaO 수화반응층의 전열해석- (A Study on the Heat Storage System for Chemical Heat Pump Using Inorganic Hydrates (II) -Numerical Analysis of Heat Transfer in CaO Hydration Packed Bed-)

  • 박영해;정수열;김종식
    • 공업화학
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    • 제7권3호
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    • pp.518-529
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    • 1996
  • 본 연구는 폐열 및 태양에너지를 유용하게 이용하기위한 화학열펌프 개발 목적으로 고온영역 히트펌프에서의 원주형 반응기 충진층내 핀을 주입 전열촉진한 경우의 전열 및 반응촉진효과의 이론적 평가를 행하였다. CaO 반응층의 열 및 물질 이동에 관해서 반경방향, 원주방향에 대해 2차원 편미분방정식을 수치 적분하여 핀 주입형 반응층내 반응 및 전열 특성을 조사하였으며, 반응층내 온도분포변화, 반응완결시간, 방열량에 대한 수치해석 결과는 다음과 같다. -. 전열 핀주입에 따른 반응완결 시간이 절반이하로 줄일 수 있다고 한 실험결과와 잘 일치됨을 알 수 있었다. -. 해석결과 열화학 반응은 온도 및 농도에 주로 의존하였고, 경계 조건과 입자 충전층의 열전도도에 의해 크게 좌우되었음을 알 수 있었다.

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유한요소법에 의한 매스콘크리트 구조물의 온도해석 프로그램 개발 (Development of Temperature-Aanalysis Program for Mass Concrete Using Finite Element Method)

  • 김은겸;김래현;신치범
    • 콘크리트학회지
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    • 제7권6호
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    • pp.167-175
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    • 1995
  • 본 연구에서는 매스콘크리트 양생시 수화열에 의한 온도 상승을 예측할 수 있는 온도해석 프로그램 $\boxDr$TAMCON$\boxUl$을 개발하였다. 수치해석 방법으로는 복잡한 형태를 지니고 다양한 경계조건을 만족시켜야 하는 구조물에 대한 온도해석을 용이하게 하기 위하여 유한요소법이 채택되었다. $\boxDr$TAMCON$\boxUl$의 타당성을 검증하기 위하여 벽상구조물과 기초매트에 대하여 이미 문헌에 보고된 수치해석 및 실험치를 본 연구의 해석 결과와 비교한 바 이들이 서로 잘 일치하고 있음을 확인하였다. $\boxDr$TAMCON$\boxUl$은 콘크리트 구조물의 온도균열 방지를 위한 온도제어 및 필요한 양생방법의 도입을 위한 시공관리에 효과적으로 활용될 수 있다.

콘크리트 구조물의 염화물이온 침투거동 해석 (The Analysis of Chloride Ions Intrusion into Concrete Structure)

  • 김은겸;신치범;이윤한
    • 콘크리트학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.233-241
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    • 1997
  • 최근 해안환경하에 있는 콘크리트구조물의 철근부식은 구조물의 내구성 저하 및 유지관리라는 차원에서 커다란 문제점을 가지고 있다. 이와 같은 현상은 해양구조물의 건설이 날로 증가하고 있고, 또 콘크리트 제조시 잔골재의 일부를 염분이 함유된 해사를 사용함으로써 더욱 심각해지고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 표면으로부터 침투해 들어오는 침입염분의 거동을 모델화하였으며, 콘크리트 세공속의 수용액상에 있은 염화물이온의 확산을 포함하는 물리 화학적 진행, 시멘트 수화물에 고정되는 염분의 흡착과 탈착 및 고정염과의 화학반응 등의 현상을 유한요소법에 의해 해석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 콘크리트 내부의 철근 발청시기의 예측, 해안환경하에 있는 콘크리트 구조물의 침투 염분에 의한 콘크리트 덮개의 결정, 콘크리트 구조물의 염화물이온의 허용치 설정을 비롯하여 내구년수를 예측하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

분체계 재료조합 및 석탄 가스화 용융 슬래그를 잔골재로 활용한 매스 콘크리트 수화열 저감 (Reducing Hydration Heat of Mass Concrete by Applying Combination of Powdered Materials and CGS as Fine Aggregate)

  • 박상원;한준희;한민철
    • 한국건축시공학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.169-180
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    • 2024
  • 본 연구는 분체계 재료조합 시멘트 및 CGS 잔골재 조합에 따른 콘크리트의 단열온도상승 시험결과를 통해 최적의 조합 비율을 도출하고, 이를 토대로 모의부재 시험 및 수화열 해석을 통하여 매스 콘크리트 구조물에서의 수화열 저감 성능에 대한 현장 적용성을 분석하였다. 분석결과 TBC+CGS 50%조합에서 콘크리트 중앙부와 표면부의 온도차이가 감소하며, 최고 온도 도달시간이 지연되어 시간경과에 따른 표면부 인장강도 증가로 온도응력에 따른 온도균열 발생을 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

$LiOH-H_{3}BO_{3}$ 용액중 Zircaloy-4 핵연료 피복관의 부식가속과 억제 (The Accelerated and Suppressed corrosion of Zircaloy-4 Fuel Cladding in $LiOH-H_{3}BO_{3}$ Solutions)

  • 한정호
    • 한국재료학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.379-386
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    • 1995
  • LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액중에서의 Zircaloy-4 핵연료 피복관의 부식가속과 억제현상을 조사하고 이러한 부식특성에 미치는 Li 및 B의 영향을 해석하기 위하여, 여러 조건의 LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액을 사용하여 35$0^{\circ}C$, 165bar의 고온, 고압 조건에서 Zircaloy-4 피복관의 노외 부식시험을 수행하였다. 원전 수화학 모의조건에 대응되는 용액 중에서의 부식속도의 천이는 물 분위기에서 보다 빨리 발생되고 천이후 물 분위기와 거의 유사한 부식속도를 나타내는 천이적 후의 부식거동을 보였다. 한편 pH의 변화는 부식특성에 큰 영향을 미치지 않았다. 부식가속과 억제 모의실험으로부터, 산화막내로 침투하는 Li의 양이 용액중 Li 농도에 크게 의존하며, Li 농도가 일정하게 정해진 용액의 경우 B 첨가에 관계없이 산화막내에 일정량의 Li이 농축될수 있다는 가정을 제시하였다. 또한 B 첨가에 의한 부식억제가 B 또는 B-(OH) 화합물의 산화막내 Li 침투 억제에 의한 것이 아니라 일들에 의해 산화막내로 산화성 성분의 이동이 억제되는데 기인할 수 있음을 제시하였다. 부식가속 개시점에 대응되는 산화막 두께측정 결과와 용액내 Li 농도간의 관계로부터, 용액중 Li 농도가 높을수록 부식가속이 얇은 산화막 두께에서 시작됨을 알았다. 특히 노내조건에서의 핵연료 피복관의 부식가속이 산화막내 Li 농축에 의해 일어나는 부식특성으로 해석될 수 있음을 보였다.

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지하철 박스 구조물의 수화열 해석 및 온도균열 제어 방안 (Construction Techniques for Crack Control of Underground Box Structures)

  • 차수원
    • 한국안전학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.153-159
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    • 2001
  • Recently, the underground reinforced concrete(RC) box structures have been increasingly built in Korea. In such structures, the heat of hydration may cause serious cracking problems. The RC box structures are classified in this category that needs much attention to control the hydration heat during construction, which causes the restraining effects on the boundaries. The purpose of the present study is to develop the rational construction method to control the thermal cracking problem of the box structures. In this study, the causes and mechanism of thermal cracking according to construction stages in the RC box structures are thoroughly analyzed. The major influencing variables are studied through the finite element analysis which affect the thermal cracking of RC box structures. The research results of the present study can be efficiently used for the control of cracking of box structures during construction stages.

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매스 콘크리트의 온도분포에 영향을 주는 주요 변수에 관한 연구 (A Study on the Effects of Variables in Temperature Distribution of Mass Concrete)

  • 정철헌;강석화;정한중;박칠림;오병환
    • 콘크리트학회지
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    • 제6권5호
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    • pp.203-212
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    • 1994
  • 콘크리트는 경화도중 시멘트의 수화발열로 인한 비선형 온도분포가 발생한다. 이는 초기재령시 콘크리트의 인장강도를 초과하는 인장응력을 유발시키고, 결국에는 균열을 발생시킨다. 본 연구에서는 온도분포에 주요한 영향을 주는 매스콘크리트의 발열특성을 평가하기 위해서 주요변수에 따른 단열온도 상승시험을 수행하였으며, 실험결과를 바탕으로 단위시멘트량과 플라이애쉬 혼입량에 따른 콘크리트의 발열특성을 평가하였다. 이에 의해서 현장실험을 실시한 모의시험체에 대해서 유한요소 열전도해석(ADINA-T)을 수행하여 현장실험에서 결정된 실측결과와 비교분석을 수행하였다. 해석결과와 실험결과는 잘 일치함을 알 수 있었다. 따라서, 본 연구결과는 향후 콘크리트 반죽 온도 변화가 콘크리트의 발열특성에 미치는 영향에 대한 추가 연구가 수행되면 보다 광범위하게 현장에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

분말도 변화를 고려한 미분시멘트 사용 콘크리트의 압축강도증진 해석 (Estimation of Compressive Strength of Concrete Incorporating Fine Particle Cement Considering Blaine Fineness)

  • 한민철
    • 한국건축시공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.139-145
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    • 2009
  • 본 연구에서는 입도분급에 의한 미분시멘트(FC)를 사용한 콘크리트의 강도 발현해석에 있어 FC 치환률 증가에 따른 분말도 변동이 콘크리트의 강도발현에 미치는 영향을 분석하기 위하여 기존 등가재령방법에 분말도의 영향을 고려할 수 있는 겉보기 활성화 에너지 모델을 이용하는 방법으로 FC 치환 콘크리트의 강도발현해석을 실시하고자 한다. 연구결과에 따르면 FC 치환률 변화에 따른 시멘트의 분말도 증가를 수화반응속도에 반영한 겉보기 활성화 에너지(Ea)식을 이용하여 강도발현 해석을 수행한 결과 예상과 다르게 FC 치환률이 증가함에 따라 상당부분 정확도가 저하하는 것으로 나타났고, 기존의 응결시간에 의한 방법보다도 역시 정확도가 저하함을 알 수 있었다. 금후의 과제로서 분말도의 영향을 보다 합리적으로 고려할 수 있는 Ea 산정모델의 개발을 통해 FC 치환률에 따른 콘크리트의 정확한 강도발현 해석을 수행할 필요가 있을 것으로 사료된다.

비정질 규산원료를 이용한 칼슘실리케이트 수화물 합성과 역학적 특성 (The Synthesis and Mechanical Property of Calcium Silicate Hydrates Using the Amorphous Silicates)

  • 엄태선;최연묵;최상흘
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.45-55
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    • 1997
  • 다양한 무정형 실리케이트를 규산칼슘건축재의 규산원료로 사용하여 겔합성의 활성도와 성형성의 관계를 검토하고, 이런 규산원료의 활성도의 차가 수열합성된 규산칼슘성형체의 역학적 특성에 미치는 영향을 생성된 결정형태 및 기공율 등의 미세조직을 조사해 해석하였다. 규산원료의 활성도가 클수록 가압형성이 양호해지며 생성성형체의 결정과 기공율이 커지는 경향이다. 이런 성형체의 미세조직이 역학특성에 미치는 영향을 보면 곡강도는 결정크기가 작고 조직이 치밀할수록 양호한 특성을 가지나, 압축강도는 결정크기보다는 주로 조직의 치밀도에 영향을 받고 있다. 이런 특징을 종합할 때, 규산칼슘복합건재의 적정 규산원료로는 활성이 크고 수화체의 조직을 치밀하게 할 수 있는 규조토의 선정이 바람직하나, 슬래그와 플라이 애쉬의 혼합사용도 상호특성보완과 함께 부산자원의 재활용측면에서 활용이 기대된다.

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화학열펌프에 있어서의 무기수화물계 축열시스템에 관한 연구(III) -Ca(OH)2 탈수반응층의 전열해석- (A Study on the Heat Storage System for Chemical Heat Pump Using Inorganic Hydrates (III) -Numerical Analysis of Heat Transfer in Ca(OH)2 Dehydration Packed Bed-)

  • 박영해;이영세;김종식
    • 공업화학
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    • 제7권6호
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    • pp.1181-1191
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    • 1996
  • 본 연구는 고온용 열구동형 화학열펌프에 있어서 폐열 및 태양에너지를 유용하게 이용하기위한 목적으로 $Ca(OH)_2$ 탈수반응시 원주형 반응기 충진층내 핀을 주입 전열촉진한 경우의 전열 및 반응촉진효과에 대해 이론적 평가를 행하였다. 그 결과 탈수흡열 반응시 반응층내 온도분포변화, 반응완결시간, 방열량에 대한 수치해석 결과 구리판 전열핀을 설치한 경우 입자 충전층의 탈수반응 소요시간을 크게 단축시킬 수 있었으며, 본 실험조건 하에서는 전열핀을 주입하지 않았을 때보다 탈수반응 소요시간이 1/2정도 단축됨을 알 수 있었다. 또한 해석결과 열화학반응은 온도 및 농도에 주로 의존하였고, 경계조건과 입자충전층의 열전도도에 의해 크게 좌우되었음을 알 수 있었다.

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