• 제목/요약/키워드: Thermal conductivity test

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역해석에 의한 열전도율 및 확산율 예측 (Estimation of Thermal Conductivity and Diffusivity by an Inverse Analysis)

  • 나재정;이정민;강경택
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.397-402
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    • 2012
  • 본 논문에서는 미지의 두 열물성 값인 열전도율과 열확산율을 구하기 위하여 Levenberg-Marquardt 방법에 의한 역해석 기법을 도입하였다. 일차원 열전도 문제에 대하여 연산식을 유도하였으며, 시편에 대하여 두 지점의 온도 및 입력유동의 열유속 측정값을 적용하였다. 예측된 열전도율 및 열확산율은 알려진 그라파이트 시편에 대한 열물성 값과 비교하였으며 그 결과 본 논문에서 제시된 역해석 예측 기법 실험의 유효성이 파악되었다.

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A Thermal Conductivity Model for Hydrating Concrete Pavements

  • 정진훈;김낙석
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.125-129
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    • 2004
  • Hydrating concrete pavement is typically subjected to temperature-induced stresses that drive cracking mechanisms at early concrete ages. Undesired cracking plays a key role in the long-term performance of concrete pavement systems. The loss of support beneath the concrete pavement due to curling caused by temperature changes in the pavement may induce several significant distresses such as punch out pumping, and erosion. The effect of temperature on these distress mechanisms is both significant and intricate. Because thermal conductivity dominates temperature flow in hydrating concrete over time, this material property is back-calculated by transforming governing equation of heat transfer and test data measured in laboratory. Theoretically, the back- calculated thermal conductivity simulates the heat movements in concrete very accurately. Therefore, the back- calculated thermal conductivity can be used to calibrate concrete temperature predicted by models.

지중열교환기 성능 향상에 관한 연구 (A Study on Improving the Efficiency of Ground Heat Exchanger)

  • 김욱중;이공훈;김민수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.3142-3147
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    • 2008
  • A simple transient simulation of ground source heat pump system was carried out to investigate the effects of ground thermal conductivity on its performance. The TRNSYS code with a simple water to water heat pump model was used to compare the COP variation of the system. A new ground heat exchanger called by semi-closed loop was proposed and constructed in the real site. The effective thermal conductivity was measured using the test equipment developed by according to the line source model. The simulation results showed that highly efficient thermal conductivity of the grout material could increase the performance of the heat pump system very well. And the new ground heat exchanger showed the increased effective thermal conductivity as the penetration water flow rate(PWFR) was increased. Therefore, the performance improvement of the heat pump system using the proposed ground heat exchanger can be expected.

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현장 열응답 시험을 통한 지중 열물성 추정 (Prediction of Ground Thermal Properties from Thermal Response Test)

  • 윤석;이승래;김영상;김건영;김경수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제32권7호
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    • pp.5-14
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    • 2016
  • 최근 들어 경제적이고 친환경적인 에너지 활용을 위하여 지열에너지의 필요성이 점차 증대되고 있다. 특히 지열히트펌프 시스템(geothermal heat pump system)으로 불리는 지열 냉난방 시스템의 적용성이 계속 확대되고 있다. 이러한 지열히트펌프 시스템에서 지반의 열전도도와 열확산계수와 같은 지중 열물성은 설계 과정에서 매우 중요한 변수이기에 현장 열응답 시험(thermal response test)을 통해 지반의 열전도도를 산출해야 한다. 본 논문에서는 U와 2U 타입의 지중 열교환기를 매립지 지반에 설치한 후 48시간 동안 현장 열응답 시험을 수행하였으며 지반의 열전도도 뿐만 아니라 지반의 열확산계수를 비선형 회귀분석을 통해 산정할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 지중 열교환기가 설치된 지반의 시료를 채취하여 실내 열물성 실험을 수행하였으며 이를 현장 열응답 시험을 통해 도출된 지반의 열전도도 및 열확산계수 값과 비교하였다.

지하수 부존지역에서의 토질 및 암석 시료와 현장 열응답시험의 열전도도 비교 (Thermal Conductivity from an in-situ Thermal Response Test Compared with Soil and Rock Specimens under Groundwater-bearing Conditions)

  • 김진성;송성호;정교철
    • 지질공학
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    • 제23권4호
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    • pp.389-398
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    • 2013
  • 국내에서 열물성에 관한 연구는 지역별, 암종별 열물성 파악을 위주로 진행되었으나, 지열냉난방시스템 설계 시에 실시하는 TRT (thermal response test)의 열전도도와 차이가 크게 나타남에 따라 본 연구에서는 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 시료를 통한 열전도도와 TRT를 통한 열전도도를 비교하였다. 토양 시료의 열전도도는 1.32 W/m-K, 암석 시료의 열전도도는 2.88 W/m-K로 나타났으며, TRT로 측정된 열전도도는 3.13 W/m-K로 나타나 암석 시료보다 약 10% 정도 높게 나타났다. 연구지역은 지하수가 풍부하고 0.01의 수리경사를 가지고 있어 이 차이는 지하수 흐름에 의한 영향이라고 판단된다. 라인소스(line source) 이론에 따르면 TRT는 지반의 순수한 열전도도를 산정하는 것이 목적이므로, 국내 SCW (standing column well)형의 TRT는 라인소스 이론에 적합하지 않으며 지열냉난방시스템 설계 시에는 시료를 통한 열전도도값을 사용하는 것이 타당하다고 판단된다.

경량골재를 사용한 콘크리트 복합체의 단열성능에 관한 연구 (A Study on the Thermal Insulation Property of Concrete Composites using Light-weight Aggregate)

  • 소승영
    • 한국건축시공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.93-100
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    • 2004
  • In recent years, it has widely been studied on the light-weight composites for the purpose of the large space and thermal insulation of building structures. The purpose of this study is to evaluate the properties of light-weight composites made by binders as cement, resin and polymer cement slurry. The concrete composites are prepared with various conditions such as polymer-cement ratio, void-filling ratio, type of resin, filler content and light-weight aggregate content, tested for thermal conductivity. From the test results, the thermal conductivity of concrete composites with the binder of cement tends to decrease with increasing polymer-cement ratio, and to increase with increasing void-filling ratio. The thermal conductivity of concrete composites with the binder of resin are markedly affected by the light-weight aggregate content, type of resin and filler content. The composites made by polymer-modified concrete and polymer cement slurry have a good thermal insulation property. From the this study, we can recommend the proper mix proportions for thermal insulation Panel or concrete. Expecially. the thermal conductivity of concrete composites made by polyurethane resin is almost the same as that of the conventional expanded polystyrene resin.

콘크리트의 열전도율에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Thermal Conductivity of Concrete)

  • 김국한;전상은;방기성;김진근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.305-313
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    • 2001
  • 본 연구에서는 콘크리트 열전도율의 영향인자에 대하여 TLPP원리를 응용한 QTM-D3 장비를 이용하여 실험을 실시하였고, 이들 실험결과를 이용하여 콘크리트의 열전도율을 예측하는 모델식을 제안하였다. 본 연구를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다. 콘크리트, 모르타르 및 페이스트의 열전도율에 미치는 주요 영향인자를 구명하기 위해 본 연구에서 선택된 실험변수는 재령, 골재 함유량, 시멘트 함유량, 결합재 종류, 잔골재율, 시편의 온도 및 함수상태로 총 7가지이다. 이중에서 골재 함유량과 함수상태가 콘크리트 열전도율의 주요 영향인자임을 알 수 있었다. 그리고 시멘트 사용량이 많은 페이스트나 모르타르의 경우 시멘트 함유량이나 결합재 종류에 의해서도 열전도율이 영향을 받고 있다. 그러나 재령은 콘크리트의 열전도율에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 콘크리트 열전도율에 주요 영향인자인 골재 함유량, 잔골재율, 시편의 온도 및 함수상태를 이용하여 콘크리트의 열전도율을 계산할 수 있는 모델식을 제안하였다.

전도성 재료를 사용한 도로결빙방지 포장시스템 개발을 위한 기초연구 (Fundamental Study of Deicing Pavement System Using Conductive Materials)

  • 이강휘;이재준
    • 한국도로학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.11-18
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    • 2015
  • PURPOSES : The purpose of this study is to develop a deicing pavement system using carbon fiber or graphite with high electrical conductivity and thermal conductivity. METHODS: Based on literature reviews, in general, conventional concrete does not exhibit electrical and thermal conductivity. In order to achieve a new physical property, experiments were conducted by adding graphite and carbon fiber to a mortar specimen. RESULTS: The result of the laboratory experiment indicates that the addition of graphite can significantly reduce the compressive strength and improve the thermal conductivity of concrete. In the case of carbon fiber, however, the compressive strength of the concrete is slightly increased, whereas, the thermal conductivity is slightly decreased against the plain mortar irrespective of the length of the carbon fiber. In addition, a mixture of the graphite and carbon fiber can greatly improve the degree of heating test. CONCLUSIONS : Various properties of cement mortar change with the use of carbon fiber or graphite. To enhance the conductivity of concrete for deicing during winter, both carbon fiber and graphite are required to be used simultaneously.

A Thermal Conductivity Model for LWR MOX Fuel and Its Verification Using In-pile Data

  • Byung-Ho Lee;Yang-Hyun Koo;Jin-Silk Cheon;Je-Yong Oh;Hyung-Koo Joo;Dong-Seong Sohn
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제34권5호
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    • pp.482-493
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    • 2002
  • The MOX fuel for LWR is fabricated either by direct mechanical blending of UO$_2$ and PuO$_2$ or by two stage mixing. Hence Pu-rich particles, whose Pu concentrations are higher than pellet average one and whose size distribution depends on a specific fabrication method, are inevitably dispersed in MOX pellet. Due to the inhomogeneous microstructure of MOX fuel, the thermal conductivity of LWR MOX fuel scatters from 80 to 100 % of UO$_2$ fuel. This paper describes a mechanistic thermal conductivity model for MOX fuel by considering this inhomogeneous microstructure and presents an explanation for the wide scattering of measured MOX fuel's thermal conductivity. The developed model has been incorporated into a KAERI's fuel performance code, COSMOS, and then evaluated using the measured in-pile data for MOX fuel. The database used for verification consists of homogeneous MOX fuel at beginning-of-life and inhomogeneous MOX fuel at high turnup. The COSMOS code predicts the thermal behavior of MOX fuel well except for the irradiation test accompanying substantial fission gas release. The over-prediction with substantial fission gas release seems to suggest the need for the introduction of a recovery factor to a term that considers the burnup effect on thermal conductivity.

해저배관 뒤채움 흙의 열전도율 산정에 관한 실험 및 수치 해석적 연구 (Experimental and Numerical Methods for Thermal Conductivity of Backfill Soils for Subsea Pipeline)

  • 박동수;서영교
    • 한국해양공학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.103-110
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    • 2017
  • The temperature of subsea pipeline, approximately as high as $100^{\circ}C$, is significantly higher than the temperature of surrounding sea water and sediment. In this reason, heat can be lost from the subsea pipeline to cause serious operation problem. Therefore it is important that the subsea pipeline must be designed to ensure that heat loss is small enough. Heat loss of unburied pipeline is higher than buried pipeline. For that purpose, trenching and backfilling system is a commonly used method for maintaining flow assurance in subsea pipeline installation. For this commonly used method, knowing thermal conductivity of backfill is essential to protect a heat loss of pipeline. This paper presents thermal conductivity of backfill soil using laboratory model test and numerical analysis for various backfill. In conclusion, it can be seen that higher the sand content of the man-made backfill sample, the higher the thermal conductivity. On the other hand, as the water content increases, the thermal conductivity becomes smaller.