Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.15
no.10
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pp.870-878
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2003
The maintenance of thermal equilibrium between the human body and its environment is one of the primary requirements for health, wellbeing and comfort. For the effective control of indoor thermal environment, thermostat or humidistat is used. But, it is not sufficient to control the indoor thermal environment using only one or two parameters as human response for the indoor comfortable environment. So an environmental thermal index is required for the control of indoor thermal environment effectively. In this study, a PMV sensor has been developed which has integrated from various kinds of individual sensors for temperature, humidity, air velocity, radiant temperature. After applying the PMV and PPD equation, it is possible to monitor the indoor thermal environment with the sensor system, which is adopted to the circuit for optimization according to the human response with the metabolic rate and activities. The measurement was carried out to verify the performance of the integrated sensor system in comparison with existing measurement system, the PMV meter. As a result, the possibility of applying the PMV sensor to control the indoor thermal environment simultaneously was examined.
The design of thermal radiation shield cooled by a cryocooler is presented. This study is motivated mainly by our recent development of prototype superconducting magnet system for the Cyclotron K120. The superconducting magnet system is composed of the magnet cryostat, transfer line and supply cryostat. In order to minimize thermal radiation load, the superconducting coil form in the magnet cryostat is enclosed by the thermal radiation shield which is thermally connected to the first-stage cold head of a two-stage cryocooler in the supply cryostat. Since the supply cryostat is located far from the magnet cryostat large temperature gradient along the thermal shield is unavoidable. In this paper, the thermal radiation shield is optimized to minimize temperature gradient with taking into account the cryogenic load, system structure and electrical load. The effect of heat source from thermal conduction through mechanical supports on the temperature distribution of thermal radiation shield is also discussed.
Heung Soo Lee;Dong Seok Kim;Dong-Joo Kim;Jae Ho Yang;Ji-Hae Yoon;Ji Hwan Lee
Nuclear Engineering and Technology
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v.55
no.10
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pp.3860-3865
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2023
A metallic microcell UO2 pellet has a microstructure where a metal wall is connected to overcome the low thermal conductivity of the UO2 fuel pellet. It has been verified that metallic microcell fuel pellets provide an impressive reduction of the fuel centerline temperature through a Halden irradiation test. However, it is difficult to predict the effective thermal conductivity of these pellets and researchers have had to rely on measurement and use of the finite element method. In this study, we designed a unit microcell model using a thermal resistance circuit to calculate the effective thermal conductivity on the basis of the microstructure characteristics by using the aspect ratio and compared the results with those of reported metallic UO2 microcell pellets. In particular, using the thermal conductivity calculated by our model, the fuel centerline temperature of Cr microcell pellets on the 5th day of the Halden irradiation test was predicted within 6% error from the measured value.
Herein, we present the design and development of an efficient finite element analysis model for thermal plate forming in shipbuilding. Double curvature shells in the ship building industries are primarily formed through the thermal forming technique. Thermal forming involves heating of steel plates using heat sources like oxy-acetylene gas torch, laser, and induction heating, etc. The differential expansion and contraction across the plate thickness cause plastic deformation and bending of plates. Thermal forming is a complex forming technique as the plastic deformation and bending depends on many factors such as peak temperature, heating and cooling rate, depth of heated zone and many other secondary factors. In this work, we develop an efficient finite element analysis model for the thermo-mechanical analysis of thermal forming. Different simulations are reported to study the effect of various parameters affecting the process. Temperature dependent properties are used in the analysis and the finite element analysis model is used to identify the critical flame velocity to avoid recrystallization of plate material. A spring connected plate is modeled for structural analysis using spring elements and that helps in identifying the resultant shapes of various thermal forming patterns. Finally, detailed simulation results are reported to establish the efficacy, applicability and efficiency of the designed and developed finite element analysis model.
Urbanization due to population growth and regional development can cause various environmental problems, such as the urban heat island phenomenon. A planned city is considered an appropriate study site to analyze changes in urban climate caused by rapid urbanization in a short-term period. In this study, changes in land cover and surface heat island phenomenon were analyzed according to the development plan in Sejong City from 2013 to 2020 using Landsat-8 Operational Land Imager/Thermal Infrared Sensor (OLI/TIRS) satellite imagery. The surface temperature was calculated in consideration of the thermal infrared band value provided by the satellite image and the emissivity, and based on this the surface heat island effect intensity and Urban Thermal Field Variance Index (UTFVI) change analysis were performed. The level-2 land cover map provided by the Ministry of Environment was used to confirm the change in land cover as the development progressed and the difference in the surface heat island intensity by each land cover. As a result of the analysis, it was confirmed that the urbanized area increased by 15% and the vegetation decreased by more than 28%. Expansion and intensification of the heat island phenomenon due to urban development were observed, and it was confirmed that the ecological level of the area where the heat island phenomenon occurred was very low. Therefore, It can suggest the need for a policy to improve the residential environment according to the quantitative change of the thermal environment due to rapid urbanization.
Aman, Nurul Ashikin Mohd Nazrul;Muchtar, Andanastuti;Rosli, Masli Irwan;Baharuddin, Nurul Akidah;Somalu, Mahendra Rao;Kalib, Noor Shieela
Journal of Electrochemical Science and Technology
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v.11
no.2
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pp.132-139
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2020
Solid oxide fuel cells (SOFCs) are among one of the promising technologies for efficient and clean energy. SOFCs offer several advantages over other types of fuel cells under relatively high temperatures (600℃ to 800℃). However, the thermal behavior of SOFC stacks at high operating temperatures is a serious issue in SOFC development because it can be associated with detrimental thermal stresses on the life span of the stacks. The thermal behavior of SOFC stacks can be influenced by operating or material properties. Therefore, this work aims to investigate the effects of the thermal conductivity of each component (anode, cathode, and electrolyte) on the thermal behavior of samarium-doped ceria-based SOFCs at intermediate temperatures. Computational fluid dynamics is used to simulate SOFC operation at 600℃. The temperature distributions and gradients of a single cell at 0.7 V under different thermal conductivity values are analyzed and discussed to determine their relationship. Simulations reveal that the influence of thermal conductivity is more remarkable for the anode and electrolyte than for the cathode. Increasing the thermal conductivity of the anode by 50% results in a 23% drop in the maximum thermal gradients. The results for the electrolyte are subtle, with a ~67% reduction in thermal conductivity that only results in an 8% reduction in the maximum temperature gradient. The effect of thermal conductivity on temperature gradient is important because it can be used to predict thermal stress generation.
Kim, Su Un;Choi, Man Yong;Park, Jeong Hak;Shin, Kwang Yong;Lee, Eui Chul
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.34
no.3
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pp.248-253
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2014
Camera calibration is an indispensable process for improving measurement accuracy in industry fields such as machine vision. However, existing calibration cannot be applied to the calibration of mid-wave and long-wave infrared cameras. Recently, with the growing use of infrared thermal cameras that can measure defects from thermal properties, development of an applicable calibration target has become necessary. Thus, based on heat conduction analysis using finite element analysis, we developed a calibration target that can be used with both existing visible cameras and infrared thermal cameras, by implementing optimal design conditions, with consideration of factors such as thermal conductivity and emissivity, colors and materials. We performed comparative experiments on calibration target images from infrared thermal cameras and visible cameras. The results demonstrated the effectiveness of the proposed calibration target.
Seasoned laver Pyropia spp. is a traditional Korean seafood that has gained popularity worldwide because of its unique taste, texture, and health benefits. It is prepared by roasting a sheet of dried laver, to which vegetable oils have been applied, at an ultra-high temperature (UHT) of $300^{\circ}C$. Therefore, the oxidative stability of the oils is the most important factor in determining the shelf life of seasoned laver products. In this study, we investigated changes in the thermal oxidative stability of six major vegetable oils (sesame, perilla, sunflower, rice bran, canola, and olive) during the seasoned laver processing. The oxidation induction time of each oil from the seasoned laver products was decreased compared with the fresh oil. These results indicate that the UHT treatment ($300^{\circ}C$, 10 s) induced thermal oxidation of the oils. Among the six seasoned laver oils, the induction times of olive (OL, 8.02 h) and sesame (SE, 5.31 h) oils were significantly higher than the other oils. The acid values (AVs) of OL and SE oils from the seasoned laver were 0.49 and 0.79, respectively. On the other hand, perilla oil had the overall worst thermal oxidative properties (induction time: 0.35 h, AV: 2.82). Our results provide useful information about seasoned laver products for researchers or manufactures.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.22
no.1
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pp.36-44
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2018
The thermal response of carbon/phenolic used in a solid rocket nozzle liner was analyzed. In this paper, the numerical analysis of the thermal response of carbon/phenolic consists of (1) the integration equation of the boundary layer to obtain the convective heat transfer coefficient of the combustion gas on the rocket nozzle wall and (2) 1-D finite difference method for heat conduction of carbon/phenolic to calculate the ablation, char, and temperature. The calculated result was compared with the result of a blast-tube-type test motor. It is found that the calculated result shows good agreement with the thermal response of the test motor, except at the vicinity of the throat insert.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.22
no.4
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pp.36-43
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2018
A great deal of difficulty is encountered in the thermo-mechanical analyses of nozzle assemblies for solid propellant rocket motors. The main issue in this paper is the modeling of the boundary conditions and the connections between the various components-gaps, relative movements of the components, contacts, friction, etc. This paper evaluates the complex phenomena of nozzle assemblies during burning time with co-simulations that include fluid, thermal surface reaction/ablation, and structural analysis. The validity of this approach is verified via comparison of analysis results with measured strains.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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