It is essential to know the heat transfer characteristics at the absorber plate of Flat-plate solar collector for optimum design. For flat-plate solar collector, it is difficult to experimentally study the effect for the Reynolds number of riser considering low mass flow rate being applied into the collector with one riser tube. So, this study were performed to show the heat transfer characteristics of flat-plate solar collector with single absorber plate and riser for various Reynolds number at riser using commercial code FLUENT 6.0. The base collector size is chosen with $0.4m^2$ as 0.2m by 2m with single riser in this study, Reynolds number at riser is from 200 to 1200 including about 530 at typical flat-plate collector with 10 risers considering the mass flow rate of 0.02kg/s per collector area for the certificate test Through the simulation, the results were presented as the temperature distribution at the absorber plate for various flow rate and solar irradiance conditions, then showed the effective length scale of the absorber plate The real solar irradiation condition is assumed as the constant heat flux condition of $500w/m^2$ considering the annual average solar irradiance in Korea.
일정한 표면 온도를 갖는 쐐기형 물체 주위를 지나는 미세 극성유체의 정상상태 층류유동에 대하여 고찰하였다. Falkner & Skan에 의하여 유도된 상사해법을 이용하여 유동방향의 비선형 경계층 방정식의 해를 구하였다. 4계 Runge-Kutta법을 사용하여 Pr 수가 1일 경우의 열전달 특성을 수치적으로 해석하였고, 물질 매개변수에 대한 영향을 고찰하였다. 경계층을 가로지르는 무차원 속도와 Nusselt 수의 분포는 쐐기형 물체 주위를 지나는 Newtonian 유체의 경우와 비교하였다. Pr 수가 1이고 일정한 쐐기각을 가질 경우 물질 매개변수 K값이 증가할수록 Newtonian 유체의 경우보다 미세 극성유체의 경우 경계층의 두께가 증가하는 결과를 보였다. 그러나 물질매개변수 K값이 일정할 경우, Newtonian 유체보다 미세 극성유체의 열전달율이 더 작은 경향을 나타내었다.
본 연구에서는 비상시 전기 공급용 MCFC 프리커버터의 천연가스(메탄)로부터 수소의 생산량을 증가시키는 경우를 수치적으로 해석하였다. 상용 코드를 사용하였으며 촉매는 다공성 매질로 시뮬레이션 하였다. 3가지 주요 화학반응인 수증기 개질반응(SR), 수성 가스 전환(WGS) 및 직접 수증기 개질 반응(DSR)은 사용자 부프로그램을 사용하여 해석하였다. 프리컨버터에서 10%의 연료전환율을 얻기 위해 요구되는 추가 열량을 벽면을 통해 공급하게 되면 프리컨버터의 벽면 부근에서만 매우 불균일한 온도 분포와 화학반응이 일어나는 것으로 분석되었다. 이와 같은 현상은 매우 작은 열전도율을 갖는 다공성 매질의 촉매와 흡열반응으로 설명되어질 수 있다. 해석결과 프리컨버터의 길이가 짧은 경우가 보다 균일한 연료전환율을 보여 주며, 촉매의 유지 보수 면에도 길이가 짧은 경우가 유리함을 보여 주었다.
철을 함유하는 전기적 광물들의 뫼스바우어 및 적외선 흡수 스펙트럼들은, 철 2가와 철 3가 이온들이 Y와 Z팔면체 자리에 들어가는 것을 보여준다. 철 이온들은 대개 2가인데, 대부분 Y자리에 분포되며 부분적으로 Z자리에도 들어간다. 흑갈색 전기석 광물들은 청색/녹색 전기석들 보다 Z자리의 철 2가 성분이 높다. 그러므로, 광학 스펙트럼으로 보면 흑갈색 전기석의 720 nm 피크가 청색/녹색 전기석의 피크보다 더 넓게 나타난다. 실험에 이용된 녹색/청색 전기석 광물들은 모두 철 2가 이온들만 가지고 있다. 전기석들의 적외선 스펙트럼들은 화학 분석결과로 보아 OH 주위의 양이온들의 환경에 따라 민감한 변화를 보인다. 열처리한 시료의 분석결과를 보면, O(1)H와 O(3)H의 적외선 흡수 스펙트럼 특성에는 차이를 보이지 않았다. 철 2가와 OH를 가지는 규산염 광물의 경우, $3565cm^{-1}$ 피크를 특징적으로 가지는데 이들의 탈수온도는 $700{\sim}800^{\circ}C$이다.
전기비저항 탐사는 최근 토목설계 및 환경분야에 있어서 단층 및 파쇄대의 탐지 등에 활발히 적용되고 있다. 국내에서는 지금까지 시공실적이 없는 직경 15 m 3열의 터널 굴착공사를 시행하는 도중 터널 유입부 지반이 당초 설계와 달리 기반암선이 낮게 형성되었고, 풍화된 사면에 핵석과 파쇄대가 존재하는 것으로 나타났다. 터널 유입부 지반의 분포양상을 정확히 파악하고자 전기비저항 쌍극자탐사를 시행하였다. 전기비저항 탐사는 암석의 종류, 공극, 온도 및 지질적 순환과정 등을 통하여 외견비저항 값이 많은 변화를 보인다. 역산해석 후 전기비저항치에 의한 지반특성을 파악하였고 유한차분법을 활용한 2차원 전기비저항 구조도를 적용하여 파쇄대를 추정하였다.
N+P, N+PP+ 형 태양전지를 제조하여 얻은 실험자료들을 근거로 실리콘 접합형 태양전지에 일반적으로 적용할 수 있는 컴퓨터 모의 실험 프로그램을 개발하고, 이의 유용성을 확인하였다. 이 모의 실험 프로그램은 N+P, P+N, N+PP+, P+NN+형의 실리콘 태양전지에 적용할 수 있는 것으로, 입사광은 AMI, 등강도 광원, 인공조명으로 많이 사용되는 GE -ELH 광원이고, AR코팅은 Si3N4형과 투과도가 파장에 관계없는 일정형 2종류가 있으며, 프로그램에서 이들 전지의 구조, 광원, AR 코팅 종류에 대한 파장 특성분포도 쉽게 변화시킬 수 있도록 되어 있다. 이 모의실험의 결과들을 토대로 N+와 P 영역에서의 평균도오핑농도와 전지의 두께, AMI 스펙트럼에 대한 집광도, 앞면 접합깊이에 대하여 효율이 최대가 되는 최적치들을 구하였으며, 앞면의 표면 재결합 속도, 접합부에서의 캐리어의 유효 수명, 누설저항에 대하여는 허용 한계치로, 기타 효율변화인자로서 동작온도 직렬저항과 전기장의 세기에 대하여는 효율의 변화율로서 파라미터들이 효율에 미치는 영향들을 분석하였다.
여름철 고온기에 반결구상추를 식물공장에서 재배할 때 자주 발생하는 잎끝마름증 현상을 경감시키고, 생산성을 향상시키기 위해 품종, 육묘배지, 베드 기울기, 베드위치, 급액량과 같은 최적의 재배조건을 구명하기 위하여 실험을 수행하였다. Rex와 Flandria 품종은 다른 품종에 비해 비록 생육은 약간 저조했으나 상품성이 높고, 잎끝마름증 발생율이 적어 여름철 고온기에 적합한 품종인 것으로 나타났다. 육묘배지는 물리, 화학적 특성이 우수한 코코피트에서 상추의 생육량이 높았으며, 근권부에 배양액의 흐름을 원활하게 해 줄 수 있는 베드의 기울기는 l~2%가 적당하였다. 급액량은 반결구상추 생육에서 베드당 2$\ell$가 적합하였다 베드설치 높이에 따른 반결구상추 생육은 베드의 높이가 낮을 때가 높을 때보다 좋았다. 이것은 베드높이를 낮게 설치함으로써 작물주변의 온도와 습도분포가 결구상추의 생육에 적합하였기 때문인 것으로 생각되었다.
본 연구는 초미세 분체기술을 이용하여 쌀 전분의 입자구조 파괴가 이루어졌을 때 분자구조적, 물리적 변화가 어떻게 이루어지는지를 구명하고자 하였다. 분쇄 후 쌀 전분의 평균직경은 약 20% 감소가 이루어졌으며 비표면적은 25% 증가하였다. 분쇄 전후의 쌀 전분에 대한 분자량분포를 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 결과 Peak II의 면적이 36.5%에서 59.5%로 상승하였다. 분쇄 전후 손상전분 정도는 각각 16.40%와 99.2%로 나타났다. 분쇄 전에 비하여 분쇄 후 쌀 전분의 물결합능력, 용해도와 광 투과도에서도 월등히 높았다. $30^{\circ}C$에서 20 rpm을 기준으로 분쇄후의 쌀 전분의 겉보기점도는 상대적으로 분쇄 전의 7% 수준에 불과하였으며 측정온도가 높아짐에 따라서 차이는 더욱 커졌다.
생체재료의 일환으로 사용되고 있는 ${\beta}$-TCP(${\beta}$-Tricalcium Phosphate)를 합성하기 위하여 주원료인 칼슘을 화학약품이 아닌 천연재료인 달걀껍질을 이용하여 실험을 하였고, 이를 인산(phosphoric acid)과 혼합하여 ${\beta}$-TCP를 합성하였다. 본 연구에서는 인산의 혼합 량, 하소온도의 변화 그리고 달걀껍질의 출발물질 상태 등의 변수를 두고 실험을 실시하였다. 실험 변수에 따른 결과는 XRD 분석에 의해 결정상을 관찰하고, SEM에 의해 미세구조를 관찰하여 특성분석을 하였다. $900{\circ}$에서 하소한 달걀껍질을 인산과 함께 습식으로 볼 밀링 한 후, 이를 건조시켜 $900{\circ}$에서 1시간 동안 열처리하여 비교적 좁은 입도분포의 ${\beta}$-TCP 분말을 얻을 수 있었다. 차후 합성된 분말의 소결체를 이용하여, 생체 친화성과 뼈 속으로 대체되는 속도 등을 실험할 예정이다.
$LiCoO_2$는 박막 베터리의 양극재료로써 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 스핀 코터를 이용한 졸-겔 합성공정과 열처리 과정에 의해서 Au 지지체 위에 $LiCoO_2$ 박막을 합성하였다. 합성된 박막의 구조는 X-선회절분석, 라만분광 광도계를 이용하여 분석하였다. 박막의 입자 형태는 전자현미경에 의해 관찰하였다. X-선회절분석, 라만분광광도계의 결과로부터, $550^{\circ}C$와 $750^{\circ}C$에서 합성된 박막은 스피넬구조와 층상 암염 형 구조를 가지는 박막으로 보이며, $650^{\circ}C$에서 합성된 박막은 층상 암염 형 구조와 스피넬 구조가 혼재되어져 있는 것으로 생각된다. $750^{\circ}C$에서 합성된 박막은 다른 낮은 온도에서 합성된 박막보다 큰 결정질의 균일한 분포의 입자를 가지는 것으로 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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