Xi, Wenxuan;Wang, Yongwei;Li, Xunfeng;Huai, Xiulan;Cai, Jun
Nuclear Engineering and Technology
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제48권5호
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pp.1154-1161
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2016
The heat transfer characteristics between liquid lead bismuth eutectic (LBE) and helium are of great significance for the two-loop cooling system based on an accelerator-driven system (ADS). This paper presents an experimental study on the resistance characteristics and heat transfer performance in a LBE-helium experimental loop of ADS. Pressure drops in the LBE loop, the main heat transfer, and the coupled heat transfer characteristics between LBE and helium are investigated experimentally. The temperature of LBE has a significant effect on the LBE thermo-physical properties, and is therefore considered in the prediction of pressure drops. The results show that the overall heat transfer coefficient increases with the increasing helium flow rate and the decreasing inlet temperature of helium. Increasing the LBE Reynolds number and LBE inlet temperature promotes the heat transfer performance of main heat transfer and thus the overall heat transfer coefficient. The experimental results give an insight into the flow and heat transfer properties in a LBE-helium heat exchanger and are helpful for the optimization of an ADS system design.
본 연구에서는 표준화재에 노출된 무피복 콘크리트충전강관(CFT)기둥의 내화성능 및 거동 특성을 파악하고자 화재실험 및 수치해석 연구를 수행하였다. 실험변수로는 기둥높이, 하중비, 단면크기를 고려하였고, 이들이 CFT 기둥의 내화성능에 미치는 영향을 알아보고자 단면내 온도변화 및 축변형을 분석하였다. 실험결과 모든 실험체의 강관에서 국부좌굴이 발생, 콘크리트로 하중전이가 일어났고, 이후 콘크리트 압괴로 이어졌다. 이는 CFT 기둥의 전체 휨좌굴과 함께 국부좌굴이 내화설계의 주요 변수로 고려되어야 함을 시사한다. 하중비가 증가할수록 콘크리트저항구간이 줄어들면서 전체적인 내화시간이 감소하였다. 강재한계온도에 근거한 합성부재의 내화성능평가는 실제 하중지지력에 의한 내화시간에 비해 다소 보수적임을 확인하였고, 기존 연구자들의 제안식에 의한 성능예측결과도 실제 내화성능과 비교해볼때 개선의 여지가 있었다. 화재시 CFT 기둥의 내화성능을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고, 실험결과와 비교할 때 신뢰성 있는 예측값을 나타냄을 확인하였다.
물 냉각기의 응축기와 증발기의 형상(길이, 관 직경, 관수, 통로 수)은 설비비용에 관련된 열전달 면적과 운전비용에 관련된 압력강하와의 조화로 결정될 수 있다. 물 냉각기 (냉동사이클)의 쉘-관 형상의 열교환기(응축기와 증발기)의 관 내부로 물이 통과할 때, 주어진 냉각부하와 요구조건을 만족하면서, 물 압력강하가 작은 설계조건에 초점을 맞추었다. 상업용 강화튜브의 사용과 상용 소프트웨어를 사용한 해석결과의 검증으로 실용성과 신뢰성 확보를 도모하였다. 해석결과, 관 통로 수를 적게, 관 직경을 크게, 관 수를 많게 선정하면, 관 길이를 짧게 하므로 물측 압력강하를 줄일 수 있었다. 그러나, 관수가 특정값보다 많을 때는 오히려 작은 관 직경을 사용하는 것이, 내부열저항의 감소로 인한 단위 길이 당 총열저항 감소 때문에, 관 길이를 짧게 하여 설비비용을 줄일 수 있었다.
콘크리트가 충전된 각형강관 기둥(CFT)은 외부에 강재가 노출된 형상으로 외측의 강관은 화재시 급격한 온도상승으로 인해 강도가 저하되나, 내부의 콘크리트는 열용량이 큰 재료로써 내화성능을 확보할 수 있는 구조로 구성되어 있다. CFT 기둥을 내화구조로서 적용하기 위해서는 구조적 성능에 영향을 미치는 인자에 대한 연구가 필요하며, 이에 대한 조건별 영향성에 관한 연구가 필요하다. 내화성능에 영향을 주는 주요인자는 콘크리트 압축강도.단면크기.축력비.경계조건이며, 그 중 기둥과 보의 경계조건은 구조적 측면에서 하중지지능력에 영향을 미치므로 내화성능을 지배하는 주요 인자 중에 하나이다. 실험결과 360단면에서는 양단 고정조건에서는 106분의 내화성능이 확보되나 양단 힌지 조건에서는 89분의 내화성능을 확보하는 것으로 나타났다. 280단면에서는 양단 고정조건에서는 113분의 내화성능이 확보되나 양단힌지 조건에서는 78분의 내화성능을 확보하였다.
Enterobacter sakazakii may be related to outbreaks of meningitis, septicemia, and necrotizing enterocolitis, mainly in neonates. To reduce the risk of E. sakazakii in baby foods, thermal characteristics for Korean E. sakazakii isolates were determined at 52, 56, and $60^{\circ}C$ in saline solution, rehydrated powdered infant formula, and dried baby food. In saline solution, their D-values were 12-16, 3-5, and 0.9-1 min for each temperature. D-values increased to 16-20, 4-5, and 2-4 min in rehydrated infant formula and 14-17, 5-6, and 2-3 min in dried baby food. The overall calculated z-value was 6-8 for saline, 8-10 for powdered infant formula, and 9-11 for dried baby food. Thermal inactivation of E. sakazakii during rehydration of powdered infant formula was investigated by viable counts. Inactivation of cultured E. sakazakii in infant formula milk did not occur for 20 min at room temperature after rehydration with the water at $50^{\circ}C$ and their counts were reduced by about 1-2 log CFU/g at $60^{\circ}C$ and 4-6 log CFU/ml with the water at 65 and $70^{\circ}C$. However, the thermo stability of adapted E. sakazakii to the powdered infant formula increased more than two times. Considering that the levels of E. sakzakii observed in powdered infant formula have generally been 1 CFU/100 g of dry formula or less, contamination with E. sakazakii can be reduced or eliminated by rehydrating water with at least $10^{\circ}C$ higher temperature than the manufacturer-recommended $50^{\circ}C$.
GHX (Geothermal Heat Exchanger) design which determines the performance and initial cost is the most important factor in ground source heat pump system. Performance of GHX is strongly dependent on the thermal resistance of soil, grout and pipe. In general, GHX design is based on the static simulation program. In this study, dynamic simulation has been peformed to analyze the variation of system performance for various GHX parameters. Line-source theory has been applied to calculate the variation of ground temperature. The averaged weather data measured during a 10-year period $(1991\sim2000)$ in Seoul is used to calculate cooling and heating loads of a building with a floor area of $100m^2$. The simulation results indicate that thermal properties of borehole play significant effect on the overall performance. Change of grout thermal conductivity from 0.4 to $3.0W/(m^{\circ}C)$ increases COP of heating by 9.4% and cooling by 17%. Change of soil thermal conductivity from 1.5 to $4.0W/(m^{\circ}C)$ increases COP of heating by 13.3% and cooling by 4.4%. Change of GHX(length from 100 to 200 m increases COP of heating by 10.6% and cooling by 10.2%. To study long term performance, dynamic simulation has been conducted for a 20-year period and the result showed that soil temperature decreases by $1^{\circ}C$, heating COP decreases by 2.7% and cooling COP decreases by 1.4%.
Ultrasonic machining technology has been developed over recent years for the manufacture of and quality-assured precision parts for several industrial application such as optics, semiconductors, aerospace, and automobile application. The past decade has seen a tremendous in the use of ceramics in structural application. The excellent thermal, chemical and wear resistance of these material can be realized because of recent improvements in the overall strength and uniformity of advanced ceramics. Ultrasonic machining, in which abrasive particles in slurry with water are presented to the work surface in the presence of an ultrasonic-vibrating tool, is process which should be of considerable interest, as its potential is not limited by the electrical or chemical characteristics of the work material, making it suitable for application to ceramics. This paper intends to further the understanding of the basic mechanism of ultrasonic machining for brittle material and ultrasonic machining of ceramics based in the fracture-mechanic concept has been analyzed.
The study was aimed at investigating sintering characteristics, the overall properties from the ternary Li2O-Al2O3-SiO2 system. This system, which was considered without additives and selected five compositions, was studied with variation of the amount of SiO2. The reactivity of the system was observed by D.T.A.. Characteristics of sintering, microstructure, property and stability of produced phase were studied. It was found that because the range of sintering was narrow and the temperature of sintering was close to the melting temperature, the sintering by the general method was difficult. Also, these linear thermal expansion coeffecients were measured.
콘크리트 충전강관 기둥은 내부의 콘크리트에 의해 축열효과로 인해 철골기둥에 비해 내화성능이 우수하며, 기둥 단면 내 철근 및 강관을 보강하여 구조적내력 및 내화성능 향상연구가 이루어져 오고 있다. 실제로 보강된 CFT기둥은 고축력을 요구하는 기둥부재로 사용 빈도 수가 증가되고 있는 추세이다. 이러한 상황에서 CFT기둥을 사용한 건축물에 화재가 발생하여 손상을 입게 되었을 경우 성능 저하정도를 정밀하게 측정할 수 있는 기법이 필요하다. 본 연구에서는 화재 발생시 CFT기둥에 대한 내부 온도 분포를 평가 하고, 단면내부의 온도분포에 따라 내부 충전콘크리트와 보강재의 내력 저하 정도를 파악하여 CFT기둥의 전체적인 잔존강도를 평가하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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