• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.354-359
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• 2001

As the temperature of liquid under negative pressure approaches the absolute zero, the nucleation process due to thermal fluctuations hardly occurs. Instead of this mechanism, quantum fluctuations may lead the formation of nucleus for new phase in metastable state. In this study, the thermal as well as quantum nucleation bubble in liquid helium under negative pressure was investigated theoretically. The energy barrier against nucleation was estimated by molecular interaction due to the Londom dispersion force. It is shown that the phase transition from liquid to vapor in is possible due to the quantum tunneling below 0.2 K for Helium-4 and 0.1 K for Helium-3, at negative pressures close to the ideal tensile strength at which every liquid molecules become bubbles simultaneously.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제25권3호
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• pp.47-50
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• 2016

Low temperature test for half-wave resonator (HWR) cryomodule is performed at the superfluid helium temperature of 2 K. The effective temperature is defined for non-uniform temperature distribution. Helium leak detection techniques are introduced for cryogenic system. Experimental set up is shown to make the low temperature test for the HWR cryomodule. The cooldown procedure of the HWR cryomodule is shown from room temperature to 2 K. The cryomodules is precooled with liquid nitrogen and then liquid helium is supplied to the helium reservoirs and cavities. The pressure of cavity and chamber are monitored as a function of time. The vacuum pressure of the cryomodule is not increased at 2 K, which shows leak-tight in the superfluid helium environment. Static heat load is also measured for the cryomodule at 2.5 K.

• 한국추진공학회지
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• 제7권1호
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• pp.10-17
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• 2003

액체 로켓의 추진제탱크 가압을 위해 사용되는 극저온 액체헬륨의 정상상태 및 천이상태 열유동 해석을 수치적으로 수행하였다 벽면에서의 단열 및 비단열 조건에 대한 정상 해석을 통하여 설계유량 및 설계유속을 만족시키는 헬륨 배관의 내경 및 압력손실, 온도변화 등을 조사하였으며 특히 단열조건에서도 헬륨의 온도는 주울-톰슨계수의 영향에 의해 증가하는 경향이 있음을 밝혀내었다. 그리고 국부적인 열유입 있을 경우에의 관내 헬륨의 온도 및 압력의 시간적 변화를 천이해석을 통하여 고찰하였으며 열유입부의 밀도 감소에 의한 열유입부 후단부의 속도 증가량을 예측하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.551-554
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• 2006

Inhibition of propellant temperature rising in liquid propulsion rocket using cryogenic fluid as a propellant is very important. Especially propellant temperature rising during stand-by after filling and pre-pressurization can bring into cavitation in turbo-pump. One of the method preventing propellant temperature rising in cryogenic feeding system is recirculating propellant through the loop composed of propellant tank, feed pipe, and recirculation pipe. The circulation of propellant is promoted through gas-lift effect by gas injection to lower position of recirculation pipe. In this experiment liquid oxygen and gas helium is used as propellant and injection gas. Under atmospheric and pressurized tank ullage condition, helium injection flow-rate is varied to observe the variation of recirculating flow-rate and propellant temperature in the feed pipe. There is appropriate helium injection flow-rate for gas-lift recirculation system.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.64-69
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• 2014

Measuring an exact amount of remaining cryogenic liquid propellant under microgravity condition is one of the important issues of rocket vehicle. A Pressure-Volume-Temperature (PVT) gauging method is attractive due to its minimal additional hardware and simple gauging process. In this paper, PVT gauging method using liquid nitrogen is investigated under microgravity condition with parabolic flight. A 9.2 litre metal cryogenic liquid storage tank containing approximately 30% of liquid nitrogen is pressurized by ambient temperature helium gas. During microgravity condition, the inside of the liquid tank becomes near-isothermal condition within 1 K difference indicated by 6 silicon diode sensors vertically distributed in the middle of the liquid tank. Helium injection with higher mass flow rate after 10 seconds of the waiting time results in successful measurements of helium partial pressure in the tank. Average liquid volume measurement error is within 11% of the whole liquid tank volume and standard deviation of errors is 11.9. As a result, the applicability of PVT gauging method to liquid propellant stored in space is proven with good measurement accuracy.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.72-82
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• 2007

This paper relates to reducing the temperature of a cryogenic liquid by contacting it with gas bubbles, which can be characterized by diffusion-driven evaporative cooling, The characteristic of diffusion-driven evaporative cooling is thoroughly examined by theoretical. analytical and experimental methods specifically for the case of helium injection into liquid oxygen. The results reveal that if the gaseous oxygen partial pressure in helium bubbles is lower than the liquid oxygen vapor pressure, cooling occurs autonomously due to diffusion mass transfer. The method of lowering the injected helium temperature turns out to be very effective for cooling purpose.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.363-367
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• 2009

산화제로 액체산소를 사용하고 산화제 탱크 내부에 가압제 용기가 설치된 액체추진기관의 가압시스템에서는 가압제 용기에서 극저온으로 토출되는 가압제가 가스발생기 후단의 열교환기를 통과하여 극저온에서 고온으로 온도가 상승되어 추진제 탱크의 얼리지로 공급된다. 이러한 가압시스템을 개발하기 위해서는 열교환기를 모사할 수 있는 가열장치를 적용하여 인증시험을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 가압시스템 개발시험에 적용할 수 있는 극저온 헬륨가스 가열장치를 개발하였고 이에 대한 가열시험을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.63-68
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• 2011

산화제로 액체산소를 사용하고 산화제 탱크 내부에 가압제 용기가 설치된 액체추진기관의 가압시스템에서는 가압제 용기에서 극저온으로 토출되는 가압제가 가스발생기 후단의 열교환기를 통과하여 극저온에서 고온으로 온도가 상승되어 추진제 탱크의 얼리지로 공급된다. 이러한 가압시스템을 개발하기 위해서는 열교환기를 모사할 수 있는 가열장치를 적용하여 인증시험을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 가압시스템 개발시험에 적용할 수 있는 극저온 헬륨가스 가열장치를 개발하였고 이에 대한 가열시험을 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.238-241
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• 2003

터보펌프식 기체 공급계의 액체산소 탱크는 저압이 유지됨에 따라 탱크 내에서 추진제의 기화가 활발히 이루어지게 되며, 이러한 경향은 가압 기체의 온도가 높아짐에 따라 커지게 된다. 가압헬륨의 충진량을 결정하기 위해서는 이에 대한 정밀한 해석이 필요하다. 본 연구에서는 탱크내의 유동현상을 이상유동(two phase flow) 형태로 모델링 하여 탱크 내에서의 액체산소의 증발현상에 대하여 고찰하고 가압기체 온도 및 표면 열전달 계수에 따른 필요 헬륨 가스량을 예측한다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.205-212
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• 2004

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/vL≒0.8min-¹ 조건에서 대략 4분 이내에 최대로 과냉각(subcooling)됨을 알 수 있었다.