Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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v.20
no.6
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pp.767-773
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2017
Infrared stealth is an important technology for naval ships. This technology helps improve the anti-detection performance and survivability of naval ships. In general, the infrared signature of naval ships are categorized into internal and external heat source. External signature are generated by ship surface heating by solar flux as well as the complicated heat transfer process with the surrounding weather condition. Modern naval ships are equipped with seawater injection nozzles on the outside for nuclear, biological and, chemical, and these nozzles are used to control external signature. Wide nozzle placement intervals and insufficient injection pressure, however, have reduced seawater dispersion area. To address this problem, nozzle installation standards must be established. In this study, an actual-scale experimental system was implemented to provide the evidence for nozzle installation standards in order to reduce the infrared signature of naval ships. In addition, the environmental conditions of the experiment were set up through computational fluid dynamics considering the ocean climate data and naval ship management conditions of South Korea. The dispersion distance was measured using a high-resolution thermography system. The flow rate, pipe pressure, and dispersion distance were analyzed, and the evidence for the installation of seawater injection nozzles and operation performance standards was suggested.
Heat transfer oils are used in applications such as chemical plant heating systems, refinery heat exchange systems, certain gas processes, injection molding systems, and pulp and paper processing. These oils are extremely stable and resistant to thermal and oxidative degradation. In the event of a spill or accidental release of heat transfer oils, it can be ignited easily when there is an ignition source. This study discusses the status of safety management through the actual status of the heat transfer oils to prevent fire and explosion accidents in industries for process safety management. The actual status of the heat transfer oils in process system of industries surveyed by a questionnaire developed. The results of this study can be used to help establishment of safety management to prevent fire and explosion accidents, such as the management of heat transfer oils, safe operation and maintenance in heat transfer oil processes.
In these days, there has been increased focus on global warming and the exhaustion of resources recently caused by the heavy consumption of fossil resources. In order to resolve these problems, biomass is increasingly gaining international attention as a renewable energy source. Biogas derived from various biomass is environmental friendly alternative fuel for power generation, heating and vehicle fuel. Large amounts of sewage sludge, food waste and manure are generated from human activity, but these organic wastes contain high levels of organic matter and thus they are potential substrates for producing methane of biogas. The biogas contains 60% of highly concentrated methane, which is expected to be used effectively as energy. In this paper, we investigate the status of biogas in Korea as an alternative energy.
Temperature change affects consolidation behavior of soft clays. The increase of temperature in soft clays induces the increase of pore water pressure. The dissipation of the excess pore water pressure decreases volume and void ratio. Also, the consolidation rate is accelerated by high temperature which induces the decrease of viscosity of pore fluid. The effects of temperature on the consolidation behavior such as consolidation settlement, consolidation time, and pore water pressure were investigated in this study. A numerical analysis of hydro-mechanical (HM) and thermo-hydro-mechanical (THM) behavior was performed. The combination of heat injection and sand drain for consolidating the soft ground, with varying temperature (40 and $60^{\circ}C$) and sand drain diameter (40, 60, and 80 mm), was considered. The results show that the temperature inside soil specimen increases with the increase of the temperature of heating source and the diameter of sand drain. Moreover, the heat injection increases the excess pore water pressure and, accordingly, induces additional settlement in overconsolidated (OC) state and reduces the consolidation time in normally consolidated (NC) state.
With the convergence of the information and communication technologies, a new age of technological civilization has arrived. This is the age of intelligent revolution, known as the 4th industrial revolution. The 4th industrial revolution is based on technological innovations, such as robots, big data analysis, artificial intelligence, and unmanned transportation facilities. This revolution would interconnect all the people, things, and economy, and hence will lead to the expansion of the industry. A high-density, high-capacity energy technology is required to maintain this interconnection. As a next-generation energy source, lithium-ion batteries are in the spotlight today. However, lithium-ion batteries can cause thermal runaway and fire because of electrical, thermal, and mechanical abuse. In this study, thermal runaway was induced in 72.5 Ah NCM pouch-type lithium-ion batteries because of thermal abuse. The surface of the pouch-type lithium-ion batteries was heated by the hot plate heating method, and the effect of the rate of increase in the surface temperature on the thermal runaway trigger time was analyzed using Minitab 19, a statistical analysis program. The correlation analysis results confirmed that there existed a strong negative relationship between each variable, while the regression analysis demonstrated that the thermal runaway trigger time of lithium-ion batteries can be predicted from the rate of increase in their surface temperature.
Background: The structural conversions in ginsenosides induced by steaming or heating or acidic condition could improve red ginseng bioactivities significantly. In this paper, the chemical transformations of red American ginseng from fresh Panax quinquefolium L. under steaming were investigated, and the possible mechanisms were discussed. Methods: A method with reversed-phase high-performance liquid chromatography coupled with linear ion trap mass spectrometry ($HPLC-MS^n$)-equipped electrospray ionization ion source was developed for structural analysis and quantitation of ginsenosides in dried and red American ginseng. Results: In total, 59 ginsenosides of protopanaxadiol, protopanaxatriol, oleanane, and ocotillol types were identified in American ginseng before and after steaming process by matching the molecular weight and/or comparing $MS^n$ fragmentation with that of standards and/or known published compounds, and some of them were determined to be disappeared or newly generated under different steaming time and temperature. The specific fragments of each aglycone-type ginsenosides were determined as well as aglycone hydrated and dehydrated ones. The mechanisms were deduced as hydrolysis, hydration, dehydration, and isomerization of neutral and acidic ginsenosides. Furthermore, the relative peak areas of detected compounds were calculated based on peak areas ratio. Conclusion: The multicomponent assessment of American ginseng was conducted by $HPLC-MS^n$. The result is expected to provide possibility for holistic evaluation of the processing procedures of red American ginseng and a scientific basis for the usage of American ginseng in prescription.
Unlike an international combustion engine car, a battery-powered electric vehicle requires an additional heat source for its heating system. A high-voltage coolant heater has the advantages of high efficiency and a wide operating temperature range. In its development, the geometry design of the coolant flow path is essential. This paper presents the thermal flow simulations of a 7kW high-voltage heater with symmetric serpentine flow channels arranged parallelly. The heater performance was evaluated from the simulation results in terms of the pressure and temperature differences and the flow uniformity. The proposed design showed a greater flow resistance and similar heat exchanging capability than the existing parallel serpentine design. It has the advantage of a relatively wide low-temperature surface area, where the control circuit board susceptible to high temperatures can be located.
The use of microwaves as the energy source for synthesis and sintering of ceramics offers substantial advantages compared to conventional gas-fired and electric resistance furnaces. Benefits include much shorter processing times and reaching the sintering temperature more quickly, resulting in superior final product quality. Most oxide ceramics poorly interact with microwave irradiation at low temperatures; thus, a more complex setup including a susceptor is needed, which makes the whole process very complicated. This investigation pursued a new approach, which enabled us to use microwave irradiation directly in poorly coupled oxides. In many solid-state electrochemical devices, the support is either metal or can be reduced to metal. Metal powders in the support can act as an internal susceptor and heat the entire cell. Then sufficient interaction of microwave irradiation and ceramic material can occur as the sample temperature increases. This microwave heating and exothermic reaction of oxidation of the support can sinter the ceramic very efficiently without any external susceptor. In this study, yttria stabilized zirconia (YSZ) and a Ni-YSZ cermet support were used as an example. The cermet was used as the support, and a YSZ electrolyte was coated and sintered directly using microwave irradiation without the use of any susceptor. The results were compared to a similar cell prepared using a conventional electric furnace. The leakage test and full cell power measurement results revealed a fully leak-free electrolyte. Scanning electron microscopy and density measurements show that microwave sintered samples have lower open porosity in the electrode support than conventional heat treatment. This technique offers an efficient way to directly use microwave irradiation to sinter thin film ceramics without a susceptor.
Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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v.19
no.1
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pp.1-13
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2023
Many government in the world have conducted building energy performance certification program to reduce building energy consumption. In this study, a reference building and its HVAC system was modeled, and the energy load and consumption were estimated by the ECO2 program. The software is a simple building energy simulation program based on monthly calculated method. The building energy efficiency rating the the reference building was 1+ under baseline condition. The simulation results showed that the insulation performance slightly affected building energy load and consumption, but light density had a significant effect on them. The application of geothermal heat pumps gave improvement of building energy efficiency rating but it could not make it possible to get zero energy building(ZEB) certification. The ZEB 5 certification could be achieved by using photovoltaics, however getting better grade was difficult. The simulation results showed that the ZEB 4 certification, one grade higher than ZEB 5, could be attained by using more than one renewable energy source such as geothermal and solar energy in this study.
The theoretical capacity of silicon-based anode materials is more than 10 times higher than the capacity of graphite, so silicon can be used as an alternative to graphite anode materials. However, silicon has a much higher contraction and expansion rate due to lithiation of the anode material during the charge and discharge processes, compared to graphite anode materials, resulting in the pulverization of silicon particles during repeated charge and discharge. To compensate for the above issues, there is a growing interest in SiOx materials with a silica or carbon coating to minimize the expansion of the silicon. In this study, spherical silica (SiO2) was synthesized using TEOS as a starting material for the fabrication of such SiOx through heating in a reduction atmosphere. SiOx powder was produced by adding PVA as a carbon source and inducing the reduction of silica by the carbothermal reduction method. The ratio of TEOS to distilled water, the stirring time, and the amount of PVA added were adjusted to induce size and morphology, resulting in uniform nanosized spherical silica particles. For the reduction of the spherical monodisperse silica particles, a nitrogen gas atmosphere mixed with 5 % hydrogen was applied, and oxygen atoms in the silica were selectively removed by the carbothermal reduction method. The produced SiOx powder was characterized by FE-SEM to examine the morphology and size changes of the particles, and XPS and FT-IR were used to examine the x value (O/Si ratio) of the synthesized SiOx.
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