• Title/Summary/Keyword: Cryogenic liquid

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극저온 고압 배관용 구형 플랜지 개발 (Development of the Spherical Flange used in a Cryogenic High Pressure Pipe)

  • 문일윤;문인상;유재한;이수용
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.283-288
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    • 2011
  • 액체 로켓 엔진의 극저온 고압 배관에 사용할 목적으로 구형 플랜지를 설계하였다. 설계된 구형 플랜지는 결합 부품 간 중심축이 최대 $2.5^{\circ}$의 오차가 있어도 플랜지 조립이 가능하며 기밀을 유지할 수 있어 엔진 조립 자유도를 증가 시킬 수 있다. 구형 플랜지는 볼, 소켓 형태의 결합부와 금속 실, 구형 볼트와 와셔로 구성되어 있다. 구형 플랜지 시제품을 제작하여 상온 기밀시험, 극저온 기밀시험, 상온 강도시험, 상온 파괴시험을 수행하여 성능을 검증하였다.

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극저온 고압 배관용 구형 플랜지 개발 (Development of the Spherical Flange Used in a Cryogenic High Pressure Pipe)

  • 문일윤;문인상;유재한;이수용
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.64-69
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    • 2011
  • 액체 로켓 엔진의 극저온 고압 배관에 사용할 목적으로 구형 플랜지를 설계하였다. 설계된 구형 플랜지는 결합 부품 간 중심축에 최대 $2.5^{\circ}$의 오차가 있어도 플랜지 조립이 가능하며 기밀을 유지할 수 있어 엔진 조립 자유도를 증가 시킬 수 있다. 구형 플랜지는 볼, 소켓 형태의 결합부와 금속 실, 구형볼트와 와셔로 구성되어 있다. 구형 플랜지 시제품을 제작하여 상온 기밀시험, 극저온 기밀시험, 상온 강도시험, 상온 파괴시험을 수행하여 성능을 검증하였다.

A review on a 4 K cryogenic refrigeration system for quantum computing

  • Park, Jiho;Kim, Bokeum;Jeong, Sangkwon
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.1-6
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    • 2022
  • This paper reviews the literature that has been published since 1980s related to cryogenic refrigeration systems for quantum computing. The reason why such a temperature level of 10-20 mK is necessary for quantum computing is that the superconducting qubit is sensitive to even very small thermal disturbances. The entanglement of the qubits may not be sustained due to thermal fluctuations and mechanical vibrations beyond their thresholds. This phenomenon is referred to as decoherence, and it causes an computation error in operation. For the stable operation of the quantum computer, a low-vibration cryogenic refrigeration system is imperative as an enabling technology. Conventional dilution refrigerators (DR), so called 'wet' DR, are precooled by liquid helium, but a more convenient and economical precooling method can be achieved by using a mechanical refrigerator instead of liquid cryogen. These 'dry' DRs typically equip pulse-tube refrigerators (PTR) for precooling the DRs around 4 K because of its particular advantage of low vibration characteristic. In this review paper, we have focused on the development status of 4 K PTRs and further potential development issues will be also discussed. A quiet 4 K refrigerator not only serves as an indispensable precooler of DR but also immediately enhances the characteristics of low noise amplifiers (LNA) or other cryo-electronics of various type quantum computers.

30톤급 터보펌프-가스발생기 연계시험에서 예냉 절차 연구 (A Study of Chill-down Process in 30 tonf Turbopump-Gas Generator Coupled Tests)

  • 문윤완;남창호;김승한
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.447-450
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    • 2012
  • 30톤급 터보펌프-가스발생기 연계시험에서 예냉 절차에 대해 분석을 수행하였다. 예냉은 극저온 추진제를 사용하는 액체로켓엔진에서는 시험 전 반드시 수행하여야 하는 절차이다. 예냉을 통해 시험기, 특히 극저온 펌프의 온도를 극저온으로 낮춰 펌프의 공동화 현상, 베어링 부의 파손, 기포에 의한 연소 불안정성의 가능성을 사전에 제거한다. 30톤급 터보펌프-가스발생기 연계시험을 통해 수집한 자료를 분석함으로서 한국형발사체 엔진 개발 시험 시 유용한 자료로 사용하고자 연구를 수행하였으며, 각 주요 부위의 온도, 예냉 수행 시간 등을 파악하였다.

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극저온 고압액체수소 공급을 위한 실험실 규모 인쇄기판 열교환기의 복합열전달 해석을 통한 방빙설계에 관한 연구 (A Study on Anti-Icing Design by Conjugate Heat Transfer Analysis in a Lab-Scale Printed Circuit Heat Exchanger for Supply of Cryogenic High Pressure Liquid Hydrogen)

  • 손상호;김우경
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제33권5호
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    • pp.541-549
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    • 2022
  • This study investigates anti-icing design by conjugate heat transfer analysis in lab-scale printed circuit heat exchanger (PCHE) for supply of cryogenic high pressure liquid hydrogen. The conjugate heat transfer analysis by using computational dynamics (CFD) provided various temperature distributions at important locations in PCHE heat exchanger and predicted the possibility of freezing in hot channel. And, the effect of inlet temperature of glycol water was analyzed in order to resolve the freezing problem in PCHE.

고온초전도 케이블용 cryostat의 단열조건에 대한 열침입량 측정 (Experiment on Heat Loads Invaded into HTS Cable Cryostat under Cryogenic Insulation System)

  • 김도형;정원묵;김동락;양형석;조승연;황시돌
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1564-1569
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    • 2004
  • Insulating a heat from the environment is the most important in cryogenic applications like HTS cable system. Vacuum and MLI(Multi-Layer Insulation) have been widely used to get highly efficient cryogenic insulation. In this study, experiment on annular cylinder regarded as basic model of HTS cable cryostat has been performed to measure the heat loads. To investigate the effectiveness of radiation shields in cryogenic insulation system, the experiments are carried out to various number of the shields. The measured values are compared with the results estimated theoretically. The heat loads invaded from the environment was determined by liquid nitrogen boil-off calorimetry.

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가스분사에 의한 극저온 액체의 냉각에 관한 연구 (I) (Cooling of Cryogenic Liquids by Gas Helium Injection (I))

  • 송이화;최영환;김유;정용갑;조남경;정상권
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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    • pp.141-144
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    • 2003
  • 본 연구에서는 액체로켓의 극저온 추진제 공급부에서 요구되는 추진제의 공급 온도를 맞추기 위한 헬륨 가스 분사 냉각에 대한 수류 실험을 수행하여, 헬륨가스 분사에 의한 온도 저감에 대한 실험적 연구를 통한 온도 저감 특성을 고찰하였다. 수류 실험에 사용된 극저온 액체는 액체 질소를 사용하였으며, 냉각을 위한 가스로는 헬륨가스를 사용하였다. 헬륨 분사에 의한 액체 질소 과냉각 현상을 확인할 수 있었으며, v/v$_{L}$≒0.8$min^{-1}$ 조건에서 대략 4분 이내에 최대로 과냉각 (subcooling) 됨을 알 수 있었다.다.

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발사대기 중인 액체추진 로켓의 극저온 산화제 탱크 내 비정상 열해석 (Thermal Analysis of Prelaunch Transients in Cryogenic Oxidizer Tank of Liquid Propulsion Rocket)

  • 김경훈;고형종;김경진;조기주;오승협
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.33-41
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    • 2008
  • 외부로부터 일정한 열유속을 받으면서 발사대기 중인 액체추진 로켓의 극저온 산화제 탱크 내 열적거동에 대하여 열역학 방정식과 열 및 물질 전달 관계식을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 발사대기 단계는 헬륨가스에 의한 가압과정을 포함하여 이상적인 다섯 단계로 구성된다고 하였다. 얼리지 기체영역의 해석에는 Peng-Robinson 상태방정식을 사용하였고, 액체 영역은 열적 성층화를 고려할 수 있도록 균일한 성질을 갖는 여러 개의 수평층으로 나누어 해석하였다. 전형적인 경우에 대한 계산 결과에 의하면 액체산화제의 온도상승은 1K 미만이고 액체에 녹아드는 헬륨의 양은 10g 정도였다.

액체 질소 액면계의 제작 (Fabrication of Level Meter for Liquid Nitrogen)

  • 김상보;김근홍;김종윤;이정민;김동락
    • 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도저온공학회 1999년도 제1회 학술대회논문집(KIASC 1st conference 99)
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    • pp.182-184
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    • 1999
  • Very simple continuous level meter with capacitive transducer for cryogenic liquid is fabricated and tested with liquid nitrogen. The principle of the level meter operation is presented.

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Modeling and simulation of RAON cryogenic system using EcosimPro

  • Byeongchang, Byeon;Bokuem, Kim;Denis, Groshev;Sangkwon, Jeong;Taekyung, Ki;Lingxue, Jin
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.59-64
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    • 2022
  • The cryogenic system of RAON which is Korea's first heavy ion accelerator was numerically modeled and simulated. EcosimPro which is widely used off-the-shelf numerical software for a large scale cryogenic system was used for the simulation. The model of SRF TF cryogenic system, which is the testbed of cryomodule, was firstly established. The integrity of system of SRF TF was confirmed by comparison of simulation and experimental results. The cool-down strategy to minimize the thermal stress of the cavity was simulated and an optimal strategy was established. In addition, the influence of valve and pump control parameters on the cooling time was investigated, and optimal control parameters were also derived. The cryogenic system of SCL3 that is a low-energy acceleration section including 55 cryomodules, valve boxes, and helium supply lines was also modeled. The soundness of the thermal shield system and interlock system of SCL3 was investigated.