• 제목/요약/키워드: 3차원 냉각

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KSR-III 축소형 연소기의 열유속 평가 (Heat Flux Evaluation of KSR-III Sub-scale Chamber)

  • 조원국;문일윤;김종규
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.81-84
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    • 2004
  • KSR-III 축소형 연소기를 원형으로 하는 8채널 형태의 물냉각 칼로리미터를 설계/제작하였다. 설계는 1차원 경험식을 이용하였으며 시험전에 3차원 전산유동해석을 수행하여 연소시험을 위한 냉각 조건의 안전성을 확인하였다. 탄소침착물의 단열효과를 고려할 경우 노즐목 부근에서 예측한 열유속이 정확성을 가지는 것으로 확인되었으며 연소실 부근에서는 상대적으로 큰 오차를 보였다.

고 용융점 소재의 압출적층성형을 위한 우수한 방열특성을 갖는 3차원 프린터 nozzle부 기구설계 (Structural Design of 3D Printer Nozzle with Superior Heat Dissipation Characteristics for Deposition of Materials with High Melting Point)

  • 김완진;이상욱
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.313-318
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    • 2020
  • 300도 이상의 높은 용융점을 갖는 소위 엔지니어링 플라스틱은 기구적인 강성과 내화학성 및 마찰 및 마모성능이 우수하여 여러 산업에서 금속을 대체하는 소재로 각광받고 있다. 본 연구에서는 용융적층모델링 공법을 기반으로 하는 3D 프린터에서 높은 용융점을 갖는 엔지니어링 플라스틱을 조형할 수 있도록 방열특성이 우수한 3D 프린터 nozzle부의 구조를 설계하고 이를 해석적으로 검증하였다. 높은 온도로 가열되는 heat block과 필라멘트가 이송되는 nozzle상부 간의 단열 및 신속한 냉각을 위하여, 열전도계수가 낮은 열차단부(heat brake부)를 2중으로 구성하였고, 열차단부에 생성되는 열이 냉각핀을 통해 대기에 의해 냉각되는 구조를 적용하였다. 개선된 nozzle부 구조설계를 통해 종래 3D 프린터의 BCnozzle과 비교할 때, heat sink부에서의 온도를 50% 가량 낮출 수 있었으며, heat block에 직접적으로 연결된 heat brake부 최종단의 정상상태 온도를 14% 가량 낮출 수 있었다.

축소형 칼로리미터의 냉각성능 해석 (Cooling Performance Analysis of Sub-scale Calorimeter)

  • 조원국;문윤완
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.9-12
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    • 2003
  • KSR-III 축소형 엔진을 원형으로 하는 8채널형 칼로리미터의 냉각성능해석을 수행하였다. 축대칭 압축성 해석에 의한 연소실 벽으로의 열유속을 이용하여 3차원 냉각유로 내부의 열전달 해석을 수행하였다. 연소실벽으로의 열유속은 문헌에서 제시하는 수준으로 확인되었으며 열전달 해석을 통하여 칼로리미터 개발과 운용에 필요한 냉각수의 압력강하, 냉각수 온도상승 및 연소실벽의 최고온도를 제시하였다.

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난류모델을 이용한 표면 온배수 확산모형의 개발 (Model Development for the Surface Discharge of Heated Water using Turbulence Model)

  • 최흥식;이길성
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 1989년도 수공학논총 제31권
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    • pp.113-114
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    • 1989
  • 원자력, 화력발전소, 제철소 등의 다양한 임해 공업시설로부터 방출되는 냉각용 온배수는 연안일대 해수의 열균형을 파괴시켜 생태계의 보존 및 환경관리에 좋지 못한 영향을 야기케 된다. 이러한 영향은 해안 또는 만내의 수중온도를 전반적으로 높일뿐 아니라 가동중단시 갑자기 수온을 떨어뜨려 해양생물상에 피해를 줄수도 있다. 또한 온배수에 의하여 온도가 상승된 해수가 취수구를 통하여 재순환되어 냉각기능의 부진을 초래하게되면 발전효율 또는 기계가동율을 저하시키게 된다. 이러한 측면에서 온배수의 확산에 대한 정성, 정량적인 예측은 환경영향평가, 취.배수구 설계조건의 산정 등에 매우 중요한 문제라 하겠다. 본 연구는 정지수역으로 유입하는 3차원 정상류 표면온배수 해석모형의 개발로서 개발된 모형의 수치실험을 통하여 온배수 확산의 물리적 특성을 규명한다. 지배방정식에 나타나는 Reynolds 응력항($)과 온도유동 프럭스항($)의 해석에서 필요한 난류모델은 k-$\varepsilon$ 모형에 난류 평균자승 온도유동($) 및 그 감쇄방정식을 추가한 4-방정식 모델로서 구성하였다. 아울러 3차원 정상류 모형에서 야기되는 타원형 방정식을 포물형 방정식의 형태로 전환하여 효과적으로 해석할 수 있도록 모델의 특성을 정리하였다. 본 모델의 검증을 위하여 Lal 및 Rajaratnam(1977)의 물리적 실험값과 비교해본 결과 온배수 거동의 물리적현상이 잘 일치하였다. 또한 McGuirk 및 Rodi(1979)에 의해 개발된 2-방정식 k-$\varepsilon$ 난류모형의 해석결과에 대하여 비교분석을 실시하였다.

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폭방향으로 분사되는 막냉각 제트의 3차원 유동특성 및 압력손실 (Three-dimensional flow and pressure loss of a film-cooling jets injected in spanwise direction)

  • 이상우;김용범
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권4호
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    • pp.1363-1375
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    • 1996
  • Oil-film flow visualizations and three-dimensional flow measurements using a five-hole probe have been conducted to investigate three-dimensional flow characteristics and total pressure losses of a row of film-cooling jets injected in spanwise direction. For several span-to-diameter ratios, experiments are performed in the case of three velocity ratios of 0.5, 1.0 and 1.5. The flow measurements show that downstream flow due to the injection is characterized by a single streamwise vortex instead of a pair of counter-rotating vortices, which appear in the case of streamwise injection, and the vortex strength strongly depends on the velocity ratio. Regardless of the velocity*y ratio, presence of the spanwise film-cooling jets always produces total pressure loss, which is pronounced when the velocity ratio is large. It has also been found that the production of the total pressure loss is closely related to the secondary vortical flow. In addition, effects of the span-to-diameter ratio on the flow and total pressure loss are discussed in detail.

액체 로켓엔진에서 선형 연소 안정한계에 미치는 유한화학반응 및 막냉각 효과 (Effects of Finite-Rate Chemistry and Film Cooling on Linear Combustion-Stability Limit in Liquid Rocket Engine)

  • 손채훈;박이선;문윤완;김홍집;오화영;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.189-193
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    • 2005
  • 로켓엔진에서 선형 연소 안정한계에 미치는 유한화학반응의 열적 효과와 막냉각 효과를 조사하였다. 안정한계를 평가하기위해 3차원 연소실에서 유한화학반응을 채택한 반응 유동장 계산으로부터 구한 유동변수들을 사용하였다. 주요 유동변수들의 값은 유한화학반응 모델의 채택으로 인해 상당히 달라졌으며 결과적으로 안정한계도 수정되었다. 유한화학반응은 열적 관점에서 안정성 향상에 기여함을 알았다. 또한, 막냉각을 한 경우, 안정성 경향이 향상됨을 알 수 있었다.

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액체 로켓엔진에서 선형 연소 안정한계에 미치는 유한화학반응 및 막냉각 효과 (Effects of Finite-Rate Chemistry and Film Cooling on Linear Combustion-Stability Limit in Liquid Rocket Engine)

  • 손채훈;김홍집;허환일;박이선;문윤완
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.75-81
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    • 2006
  • 로켓엔진에서 선형 연소 안정한계에 미치는 유한화학반응의 열적 효과와 막냉각 효과를 조사하였다. 안정한계를 평가하기위해 3차원 연소실에서 유한화학반응을 채택한 반응 유동장 계산으로부터 구한 유동변수들을 사용하였다. 주요 유동변수들의 값은 유한화학반응 모델의 채택으로 인해 상당히 달라졌으며 결과적으로 안정한계도 수정되었다. 유한화학반응은 열적 관점에서 안정성 향상에 기여함을 알았다. 또한 막냉각을 한 경우, 안정성 경향이 향상됨을 알 수 있었다.

냉각탑용 축류팬 및 보스 설계를 위한 3차원 자동 모델링 (An Automated Design and 3-D Modeling System of Axial Fans and a Boss)

  • 강재관;이광일;김원일;이윤경
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.50-57
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    • 2003
  • In this paper, an automated design and 3-D modeling system of an axial fan and a boss for cooling towers was developed. API and parametric design Provided by a commercial solid-modeler are engaged to automate modeling process. Design data of the boss are assumed to be given by a user with design experiences while the fan from the fan design program using three-dimensional flow analysis. An algorithm avoiding the interferences between fans and a boss is developed. The design data are registered on the database not only to remove duplicate design but also to transfer the data to ERP system.

원전 대상의 STEP 기반 데이터 저장소 및 P&ID와 3차원 CAD 모델 연계에 관한 연구 (A study of the STEP-based Data Repository and P&ID-3D CAD Model Connected Pilot System at Nuclear Power Plant)

  • 안호준;조광종;박찬국;한순홍;안경익;최영준
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2004년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.395-400
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    • 2004
  • 국내 차세대 원전인 APR 1400 원전의 원자로 냉각 계통(Reactor Coolant System)을 대상으로 하여 표준 데이터 모델 기반의 데이터 저장소를 구축하였다. 또한 구축한 데이터 저장소를 기반으로 웹을 통해 해당 계통 및 계통에 포함되어 있는 장비의 속성정보를 검색할 수 있으며, 마이크로스테이션이라는 설계 틀에서 2차원 도면인 P&ID와 해당 P&ID와 연관된 3차원 CAD를 연계시킴으로써 P&ID를 바탕으로 건설한 원전 플랜트를 3차원 CAD 모델을 통하여 해당 계통의 실제 레이아웃(Layout)을 확인할 수 있도록 하는 프로토타입 시스템을 개발하였다.

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