• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.808-818
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• 2022

In this research paper, we investigated the cryogenic line chill down characteristics of liquefied natural gas (LNG). A numerical analysis model was established and verified so that it can calculate the precise cooling characteristics of cryogenic fluid for the stable and safe utilization especially such as LNG and liquid hydrogen. The numerical modeling was programmed by C++ as an one-dimensional homogeneous model. The thermohydraulic cooling process was simulated using mass, momentum, energy conservation equations and appropriate heat transfer correlations. In this process, the relevant heat transfer correlations for nuclear boiling, transition boiling, film boiling, and single-phase heat transfer that can predict the experimental results were implemented. To verify the numerical modeling, several cryogenic line chill down experiments using LNG were conducted at the Korea Institute of Machinery & Materials (KIMM) LNG and Cryogenic Technology Center.

• 복식문화연구
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• 제31권1호
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• pp.107-123
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• 2023

This research studied the electrical characteristics, IR transmission characteristics, stealth functions, and thermal characteristics of infrared thermal-imaging cameras of copper-sputtered samples. Nylon samples were prepared for each density as a base material for copper-sputtering treatment. Copper-sputtered NFi, NM1, NM2, NM3, NM4, and NM5, showed electrical resistance of 0.8, 445.7, 80.7, 29.7, 0.3, and 2.2 Ω, respectively, all of which are very low values; for the mesh sample, the lower the density, the lower the electrical resistance. Measuring the IR transmittance showed that the infrared transmittance of the copper-sputtered samples was significantly reduced compared to the untreated sample. Compared to the untreated samples, the transmittance went from 92.0-64.1%. When copper sputtered surface was directed to the IR irradiator, the IR transmittance went from 73.5 to 43.8%. As the density of the sample increased, the transmittance tended to decreased. After the infrared thermal imaging, the absolute values of △R, △G, and △B of the copper phase increased from 2 to 167, 98 to 192, and 7 to 118, respectively, and the closer the density of the sample (NM5→NFi), the larger the absolute value. This proves that the dense copper phase-up sample has a stealth effect on the infrared thermal imaging camera. It is believed that the copper-sputtered nylon samples produced in this study have applications in multifunctional uniforms, bio-signal detection sensors, stage costumes, etc.

• Composites Research
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• 제36권5호
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• pp.315-320
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• 2023

오토클레이브를 사용하는 열경화성 탄소 섬유 복합재 성형 공정에서는 설정한 온도 사이클에 따라 내부 온도가 변화한다. 이 온도 변화에 따라 복합재 수지가 경화되며 성형이 진행된다. 이러한 과정에서 수지의 화학 반응으로 열이 발생하며, 이로 인해 오토클레이브 내부 온도와 복합재의 온도가 다를 수 있는 상황이 나타난다. 이전 연구에서는 복합재와 오토클레이브의 온도를 동일하게 가정하고, 성형 후에 발생하는 잔류 응력과 열 변형을 예측하였다. 그러나 잔류 응력과 열 변형은 복합재 온도와 경화도에 따라 영향을 받는 요소이기 때문에, 본 연구는 수지의 화학 반응열을 고려하여 정확한 온도와 경화도 변화를 계산하는 열화학 모델 해석 기법을 검증하였다. 또한, 이 모델이 다른 두께에서도 이와 같은 경향성을 나타내는지 확인하기 위해 두께별 케이스 연구를 하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권3호
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• pp.119-124
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• 2023

In this study, experimental approach of the measurement of condensation and evaporation heat transfer coefficients is discussed for mixed refrigerants using in the ultra low-temperature cooling system for semiconductor etching process. An experimental apparatus was described performing the condensation and evaporation heat transfer measurements for mixed refrigerants. The mixed refrigerant used in this study was composed of the optimal mixture determined in previous research, with a composition of Ar:R14:R23:R218 = 0.15:0.4:0.15:0.3. The experiments were conducted over a temperature range from -82℃ to 15℃ and at pressures ranging from 18.5 bar to 5 bar. The convection heat transfer coefficients of the mixed refrigerant were measured at flow rates corresponding to actual operating conditions. The condensation heat transfer coefficient ranged from approximately 0.7 to 0.9 kW/m2K, while the evaporation heat transfer coefficient ranged from 1.0 to 1.7 kW/m2K. The detailed discussion of the experimental methods, procedures, and results were described in this paper.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권3호
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• pp.8-16
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• 2024

수소는 매우 낮은 밀도를 갖기 때문에 화석연료와 동일한 수준의 에너지량을 저장하기 위해서는 기존과 다른 저장방식이 요구된다. 수소의 밀도를 높이는 방법으로는 수소를 액화하여 저장하는 방법이 있다. 하지만, 수소의 액화온도는 -252 ℃의 극저온이기 때문에 외부 열 유입에 의해 쉽게 기화된다. 액체수소가 기화되면 탱크 내부의 압력이 증가되는 자가증압 현상을 발생하므로, 탱크 설계 시 이 상승하는 압력을 잘 예측해야 한다. 따라서, 본 논문에서는 극저온 액체수소 연료탱크의 액체수소 충전 비율에 따른 내부 압력을 예측하였다. 탱크 내부의 압력 상승을 예측하기 위하여 1차원 열역학적 모델을 적용하였다. 열전달 모델은 열 유입, 액체수소의 기화, 연료 배출에 현상이 고려되었다. 최종적으로 연료탱크 내의 액체수소의 충전 비율에 따라 압력 상승 거동과 최대 상승 압력에 큰 차이가 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제29권8호
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• pp.491-496
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• 2010

Rijke관에 놓인 나선형 가열기에 의하여 생성되는 열음향 파워를 수치해로 구하였다. 음장의 각진동수와 공기의 열확산계수에 의하여 무차원화한 가열선의 지름 d, 간격 P-d 및 유속 $U_0$가 음향 파워 생성에 미치는 영향을 구하고 고찰하였다. 가열선 간격이 충분히 클 때 무차원 유속이 $U_0{\approx}0.8$, 무차원 지름이 d.4일 때 가장 큰 열음향파워가 생성된다. 그러나 가열선 사이의 간격이 가까워지면 음향 파워 생성이 크게 증가하며 $d{\approx}2$, $P-d{\approx}3$에서 최대로 되며, 간격이 충분히 먼 경우의 최대값의 5배 이상이 될 수 있다. 최대 음향파워를 생성하는 유속은 가열선 간격에 관계없이 $U_0{\approx}0.8$일 때이다.

• Tribology and Lubricants
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• 제40권1호
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• pp.17-23
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• 2024

This study analyzes the thermal effects on the performance of an air foil thrust bearing (AFTB) using COMSOL Multiphysics to approximate actual bearing behavior under real conditions. An AFTB is a sliding-thrust bearing that uses air as a lubricant to support the axial load. The AFTB consists of top and bump foils and supports the rotating disk through the hydrodynamic pressure generated by the wedge effect from the inclined surface of the top foil and the elastic deformation of the bump foils, similar to a spring. The use of air as a lubricant has some advantages such as low friction loss and less heat generation, enabling air bearings to be widely used in high-speed rotating systems. However, even in AFTB, the effects of energy loss due to viscosity at high speeds, interface frictional heat, and thermal deformation of the foil caused by temperature increase cannot be ignored. Foil deformation derived from the thermal effect influences the minimum decay in film thickness and enhances the film pressure. For these reasons, performance analyses of isothermal AFTBs have shown few discrepancies with real bearing behavior. To account for this phenomenon, a thermal-fluid-structure analysis is conducted to describe the combined mechanics. Results show that the load capacity under the thermal effect is slightly higher than that obtained from isothermal analysis. In addition, the push and pull effects on the top foil and bump foil-free edges can be simulated. The differences between the isothermal and thermal behaviors are discussed.

• 유기물자원화
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• 제18권3호
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• pp.60-67
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• 2010

우리나라의 대형 생활폐기물소각시설의 건설시기를 보면 상당수가 1980년대 후반인 것을 알 수 있다. 대부분의 시설들은 이 시기에 설계되었으며 그 후에 건설된 소각로 역시 변경이나 조정 없이 시설해온 것으로 조사되고 있다. 그러나 소각로에 반입되는 폐기물의 성상은 정부의 폐기물수거 정책에 의해 급격히 변화하고 있다. 이는 생활폐기물의 발열량변화를 조사해 봄으로도 쉽게 알 수 있다. 그 결과 많은 소각시설에서 과열에 의해 내화물과 화격자가 손상되고 있다. 한편 보일러 전열면에 클링커가 생성되어 열전달에 방해를 줌으로 이용열량이 줄어들 뿐만 아니라 연소실의 온도가 상승되는 등 원하지 않는 현상이 연속되고 있다. 이를 개선하기 위해 폐기물저장고에 물을 뿌리거나, 분리수거해 온 음식물류 폐기물을 다시금 혼합하여 혼소하거나 연소실에 물을 분사하는 방법을 동원하고 있다. 이러한 방법은 근본적인 해결책이 되지 않으며, 설계부터 다시 하여 새로 시설하는 것 또한 비용적인 측면에서 효과적이지 못하다. 따라서 본 연구를 통해 위와 같은 문제를 원천적으로 해결 하기위한 방법을 도출해 보았다.

• 한국식품과학회지
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• 제30권2호
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• pp.341-347
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• 1998

본 연구에서는 서로 다른 동결조건 및 방법에 따른 우육 및 tylose의 단순하며 간편한 동결시간을 예측할 수 있는 모델을 모색하기 위하여 23개의 실험데이터를 이용하여 시료의 초기온도$(X_1)$, 시료의 두께$(X_2)$와 시료의 초기빙결점에서 동결매체 온도사이의 차의 역수$(X_3)$ 및 표면열전달계수의 역수$(X_4)$를 독립변수로 하고 동결시간(Y)을 종속변수로 설정하여 다중회귀 분석을 실시한 결과, $Y_{tylose}=3.45X_1+7642.84X_2+4642.67X_3+2946.89X_4-431.33\;(R^2=0.9568)$ 및 $Y_{beef}=0.68X_1+7568.98X_2+2430.78X_3+3293.26X_4-299.00\;(R^2=0.9897)$의 방정식을 구하였다. 본 모델은 Cleland & Earle와 Hung & Thompson의 모델과 마찬가지로 평균절대오차는 10% 수준으로, Plank, Nagaoka 및 Pham의 모델보다 정확함과 아울러 매우 간편함을 보여 주었다. 또한, 우육 및 tylose의 $6{\sim}7^{\circ}C$ 범위에서의 열확산율은 $4.43{\times}10^{-4}m^2/hr$ 및 $4.39{\times}10^{-4}m^2/hr,\;-10{\sim}-12^{\circ}C$에서의 열확산율은 $2.42{\times}10^{-3}m^2/hr$ 및 $3.32{\times}10^{-3}m^2/hr$로 측정되었고, tylose 및 우육의 빙결점은 각각 $-0.6^{\circ}C$ 및 $-1.2^{\circ}C$로 나타났다. 그리고 표면열전달계수는 송풍식에서 무포장시 $20.57\;W/m^2^{\circ}C$, wrap 포장시는 $16.11\;W/m^2^{\circ}C$, wrap 과 Al-foil로 포장한 경우에는 $13.07\;W/m^2^{\circ}C$로 계산되었으며, 침지식은 송풍식보다 냉각속도가 약 10배 이상 빠르게 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.324-332
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• 2017

본 연구에서는 서로 다른 열전달 특성을 가진 탄소섬유 전기발열체와 경유온풍난방기가 온실 내부의 온습도, 에너지소비, 작물생육 등에 미치는 영향을 분석하기 위해 오이 재배 단동온실에 대한 난방 비교시험을 수행하였다. 전기발열체 온실에서 난방용량이 온실 환경과 난방기 운전에 미치는 영향을 분석하기 위해 온실에 6, 9, 16kW의 전력을 각각 공급한 결과 전기발열체 ON-OFF 주기는 각각 9, 11, 15회로 비례하여 증가하였으며 온실내부 평균온도는 각각 15.2, 15.3, $15.6^{\circ}C$, 평균상대습도는 84, 81, 76%로 나타나 난방 용량이 클수록 온실내부 온도는 높고, 상대습도는 낮게 나타났다. 또한 6, 9kW 가동 시 하부온도가 상부보다 $0.1^{\circ}C$ 높았으며 16kW 가동 시는 상부 평균온도가 하부보다 $0.2^{\circ}C$ 높았다. 전기발열체와 경유온풍난방기의 비교 시험에서는 난방 시 온실상부와 하부의 온도차가 전기발열체 온실이 $0.1{\sim}0.2^{\circ}C$로 경유온풍난방기 온실의 $0.5{\sim}0.6^{\circ}C$보다 작았으며, 온실 상류와 하류의 온도차는 전기발열체 온실이 $0{\sim}0.1^{\circ}C$로 경유온풍난방기 온실의 $1.3{\sim}1.4^{\circ}C$보다 작아 정밀한 온도관리가 가능하였다. 난방기간 동안 사용한 에너지사용량은 경유온풍난방기 온실이 경유 867L를, 전기발열체 온실이 전력량 8,959kWh를 사용하였으며, 난방비용은 각각 607천원과 403천원이 소요되어 전기발열체 온실에서 약 34%의 비용절감 효과가 있었다. 전기발열체 온실의 경우 상대적으로 군락 상하부의 환경관리가 균일하여 초장을 비롯한 전반적 생육상황이 경유온풍난방기 온실보다 좋았으나 통계적으로 유의한 차이는 없었으며, 수확량 역시 전기발열체 온실의 작물군락 하부 온도가 경유온풍난방기 온실보다 $1.3^{\circ}C$ 더 높게 관리되어 4.3% 증수효과가 있었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 원예시설의 최적 난방 관리를 위해서는 각 난방기의 열전달 특성에 기초하여 난방기 용량, 배치, 열분배 방법에 대한 설계가 요구되며, 전열선 형태의 난방기 역시 작물형상 및 재배방법을 고려하여 전열선의 개수, 위치, 방열온도 등에 대한 설계가 필요한 것으로 판단되었다.