• 제목/요약/키워드: heat equation

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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.

MEMS 응용을 위한 $Ar^+$ 이온 레이저에 의한 단결정/다결정 실리콘 식각 특성 (Characteristics of single/poly crystalline silicon etching by$Ar^+$ ion laser for MEMS applications)

  • 이현기;한승오;박정호;이천
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제48권5호
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    • pp.396-401
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    • 1999
  • In this study, $Ar^+$ ion laser etching process of single/poly-crystalline Si with $CCl_2F_2$ gas is investigated for MEMS applications. In general, laser direct etching process is useful in microelectronic process, fabrication of micro sensors and actuators, rapid prototyping, and complementary processing because of the advantages of 3D micromachining, local etching/deposition process, and maskless process with high resolution. In this study, a pyrolytic method, in which $CCl_2F_2$ gasetches molten Si by the focused laser, was used. In order to analyze the temperature profile of Si by the focused laser, the 3D heat conduction equation was analytically solved. In order to investigate the process parameters dependence of etching characteristics, laser power, $CCl_2F_2$ gas pressure, and scanning speed were varied and the experimental results were observed by SEM. The aspect ratio was measured in multiple scanning and the simple 3D structure was fabricated. In addition, the etching characteristics of $6\mum$ thick poly-crystalline Si on the insulator was investigated to obtain flat bottom and vertical side wall for MEMS applications.

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단열실린더내에서 톱날파형 피스톤운동을 하는 스터링기관에 대한 해석적인 해 (An analytic solution for the stirling engines with saw-toothed piston motions in adiabatic cylinders)

  • 유호선
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.1197-1205
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    • 1988
  • 본 연구에서는 피스톤운동을 톱날파로 근사하였을 때 단열된 실린더를 갖는 스터링기관에 대한 해석적인 해를 구하고자 한다. 실제기관에서 피스톤운동은 기구 학적 구동기구에 따라 상이하지만 대략적으로 정현파가 되며, 이 경우에는 해석적인 해가 존재하지 않으므로 수학적으로 구간선형적인 톱날파로 근사하였다. 비록 이러 한 근사를 도입한 단열해석이라 하더라도 해석적인 해가 존재한다면 등온해석보다는 기관성능의 예측에 더욱 적합함은 당연하다.

Methyl ethyl ketone과 물 이성분계 혼합물의 압력변환 증류공정에 대한 전산모사 및 최적화에 대한 연구 (Simulation and Optimization Study on the Pressure Swing Distillation of Methyl ethyl ketone-Water System)

  • 노상균;노재현;조정호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권8호
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    • pp.3764-3773
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    • 2012
  • 본 연구에서는 methyl ethyl ketone (MEK)와 물의 이성분계 공비 혼합물의 공비조성이 압력에 따라서 민감하게 변하는 현상을 이용하여 압력변환 증류(pressure-swing distillation; PSD)공정을 통해서 순도가 99.9mole% 이상의 MEK를 분리해 내기 위한 전산모사 및 공정 최적화를 수행하였다. 전산모사를 위하여 상용성 화학공정 모사기인 Invensys사의 PRO/II with PROVISION 9.1을 활용하였고, 열역학 모델식으로는 Wilson 액체 활동도계수 모델식을 활용하였다. PSD 공정은 저압 및 고압의 증류탑 2기의 증류탑 배열을 사용하는데 저압 증류탑을 전단에 두는 저압-고압 증류탑 배열과 저압 증류탑을 후단에 두는 고압-저압 증류탑 배열로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 각각의 배열에 대한 증류탑 환류비와 원료 주입단의 위치를 조절변수로 하여 총 재비기의 heat duty의 합을 최소화시킨 후 두 공정배열을 서로 비교하였다.

LCD 산업부산물을 이용한 고강도 콘크리트의 품질 특성에 관한 연구 (Study on the Quality Characteristics of High-strength Concrete Using LCD Industrial Waste)

  • 김동진;박승희;최성;한양수
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.650-657
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    • 2021
  • 광물질 혼화재를 자극하는 알칼리 활성화제는 고가의 소재이지만, 고 알칼리 성분의 산업부산물 대체하기 위해서는 제품성과 경제성을 모두 만족하여야 한다. 본 연구에서는 50MPa 이상의 고강도 콘크리트에 GGBFS의 알칼리 활성 반응을 위한 목적으로 LCD 제조 공정에서 발생하는 알칼리 산업부산물(LW)을 사용하였다. LW을 혼입한 콘크리트는 작업성이 다소 저하되었으나, 압축강도가 증진되는 특징이 있었다. ACI 209.2R-08 압축강도 모델식을 이용하여 분석하여 LW 혼입에 따른 강도계수의 변화를 비교하였다. 콘크리트의 내구성능 시험에서도 염화물 침투 저항성 및 탄산화 저항성에서 우수한 성능을 나타내었다. 단열온도 상승시험 결과에서는 LW를 혼입하면 초기 수화열이 빨라지는 효과가 있으나, 최종 단열온도상승량은 LW의 혼입 유, 무에 큰 영향을 받지 않았다.

의료용 가이드 와이어의 테프론 코팅 장치 개발 (Development of Teflon Coating Equipment Used in Medical Treatment)

  • 최정주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.344-349
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    • 2018
  • 본 논문은 의료용 시술에 사용되는 가이드 와이어의 테프론 코팅 장치의 주요 설계변수 설정방법에 대해 제안하였다. 제안된 장치는 가이드 와이어가 코팅 및 열처리 등을 연속적으로 수행하는 릴투릴(Reel to reel)방식으로 진행되도록 제작되었다. 이때 이송되는 가이드 와이어는 롤러 사이에서 진동을 하게 되고 이는 코팅 품질에 영향을 주게 된다. 따라서 본 논문에서는 길이방향으로 이송되는 가이드 와이어의 동역학 식을 제안하고 이를 바탕으로 이송 시 가이드 와이어의 진동 진폭이 최소화 될 수 있는 이송 속도 및 와이어를 지지하는 롤러의 간격을 설계하였다. 제안된 방법에 의해 제작된 코팅 장치를 바탕으로 의료용 가이드 와이어의 테프론 코팅을 진행하였다. 본 연구에서는 가이드 와이어의 코팅 두께 목표를 원주방향으로 $10{\mu}m$ 이내로 제작될 수 있도록 설정하였고 광학현미경을 사용하여 그 결과를 검토하였다.

표면막과 표면거칠기가 접촉 저항에 미치는 영향 (Effect of Surface Film and Surface Roughness on Contact Resistance)

  • 이현철;이보라;유용훈;조용주
    • Tribology and Lubricants
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    • 제35권1호
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    • pp.16-23
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    • 2019
  • In this study, we aim to analyze the effects of both contact layer properties and surface roughness on contact resistance. The contact has a great influence on performance in terms of electrical conduction and heat transfer. The two biggest factors determining contact resistance are the presence of surface roughness and the surface layer. For this reason we calculated the contact resistance by considering both factors simultaneously. The model of this study to calculate contact resistance is as follows. First, the three representative surface parameters for the GW model are obtained by Nayak's random process. Then, the apparent contact area, real contact area, and contact number of asperities are calculated using the GW model with the surface parameters. The contact resistance of a single surface layer is calculated using Mikic's constriction equation. The total contact resistance is approximated by the parallel connection between the same asperity contact resistances. The results of this study are as follows. The appropriate thickness with reduction effect for contact resistance is determined according to the difference in conductivity between the base layer and surface layer. It was confirmed that the standard deviation of surface roughness has the greatest influence on surface roughness parameters. The results of this study will be useful for selecting the surface material and surface roughness when the design considering the contact resistance is needed.

작업완료시각 추정을 활용한 배치 스케줄링 및 사례 연구 (Batch Scheduling Algorithm with Approximation of Job Completion Times and Case Studies)

  • 김송은;박성현;김수민;박경수;황민형;성종은
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.23-32
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    • 2020
  • Many small and medium-sized manufacturing companies process various product types to respond different customer orders in a single production line. To improve their productivity, they often apply batch processing while considering various product types, constraints on batch sizes and setups, and due date of each order. This study introduces a batch scheduling heuristic for a production line with multiple product types and different due dates of each order. As the process times vary due to the different batch sizes and product types, a recursive equation is developed based on a flow line model to obtain the upper bound on the completion times with less computational complexity than full computation. The batch scheduling algorithm combines and schedules the orders with same product types into a batch to improve productivity, but within the constraints to match the due dates of the orders. The algorithm incorporates simple and intuitive principles for the purpose of being applied to small and medium companies. To test the algorithm, two case studies are introduced; a high pressure coolant (HPC) manufacturing line and a press process at a plate-type heat exchanger manufacturer. From the case studies, the developed algorithm provides significant improvements in setup frequency and thus convenience of workers and productivity, without violating due dates of each order.

Changes in facial surface temperature of laying hens under different thermal conditions

  • Kim, Na Yeon;Kim, Seong Jin;Oh, Mirae;Jang, Se Young;Moon, Sang Ho
    • Animal Bioscience
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    • 제34권7호
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    • pp.1235-1242
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    • 2021
  • Objective: The purpose of this study was to identify through infrared thermal imaging technology the facial surface temperature (FST) of laying hens in response to the variations in their thermal environment, and to identify the regional differences in FST to determine the most stable and reliable facial regions for monitoring of thermoregulatory status in chickens. Methods: Thirty Hy-Line Brown hens (25-week-old) were sequentially exposed to three different thermal conditions; optimal (OT, 22℃±2℃), low (LT, 10℃±4℃), and high temperature (HT, 30℃±2℃). The mean values of FST in five facial regions including around the eyes, earlobes, wattles, beak and nose, and comb were recorded through infrared thermography. The maximum FST (MFST) was also identified among the five face-selective regions, and its relationship with temperature-humidity index (THI) was established to identify the range of MFST in response to the variations in their thermal environment. Results: Hens exposed to OT condition at 15:00 displayed a higher temperature at wattles and around the eyes compared to other regions (p<0.001). However, under LT condition at 05:00 to 08:00, around the eyes surface temperature showed the highest value (p<0.01). In HT, wattles temperature tended to show the highest temperature over almost time intervals. Main distribution regions of MFST were wattles (63.3%) and around the eyes (16.7%) in OT, around the eyes (50%) in LT, and wattles (62.2%) and comb (18.3%) in HT. The regression equation between MFST and THI was estimated as MFST = 35.37+0.2383×THI (R2 = 0.44; p<0.001). Conclusion: The FST and the frequency of MFST in each facial region of laying hens responded sensitively to the variations in the thermal environment. The findings of this experiment provide useful information about the effect of the thermal conditions on the specific facial regions, thus offering an opportunity to stress and welfare assessment in poultry research and industry.

코팅제의 가교 밀도에 따른 고무와 코팅원단의 물성 변화 (Properties of Rubbers and Coated Fabrics according to Different Cross-linking Density of Coating Agent)

  • 김수홍;성기석;백두현
    • 한국염색가공학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.8-19
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    • 2023
  • Silicone rubber is widely used in most industries due to diverse advantages like heat stability, UV stability, durability, chemical resistance, environment friendliness, inertness and so on. But there is limitation to expand applications due to relatively weak rubber strengths such as tensile strength and tear strength, especially in fabric coating applications. The purpose of this study is to find influence of coating agent on performances of rubber and coated fabrics and their correlation according to different crosslinking densities of silicone rubbers. Addition cure type of silicones were formulated using crosslinked MQ-type silicone resin consisting of M (R3SiO1/2) and Q (SiO4/2) and linear polymers. Raw materials used were; 1) linear vinyl endblocked polymers and vinyl functional MQ resin as main polymers, 2) linear silicone hydride polymers as crosslinkers, 3) platinum catalyst and 4) inhibitor to control curing speed. Rubber specimens were prepared to check mechanical strength using universal testing machine (UTM). Crosslinking density was calculated using Flory-Rhener equation using solvent swelling method. Differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscope (SEM-EDS) were used to characterize rubbers. Consequently, it was found that physical properties of silicone rubbers and coated fabrics can be expected by crosslinking density of rubbers. Silicone rubber formulations that contain 20 ~ 30 wt% of vinyl MQ resin showed strongest balanced performances.