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지역난방 증기 터빈 내 조속기 밸브 Inlet pipe 파손 원인 분석
채호병,김우철,김희산,김정구,이수열 한국부식방식학회 2022 Corrosion Science and Technology Vol.21 No.1
The objective of this study was to perform failure analysis of an inlet pipe located in a governor valve of a steam turbine in a district heating system. During the operation, the temperature of the governor valve was increased to as high as ~500 oC, which induced thermal expansion of the inlet pipe along both axial and radial directions. While the inlet pipe did not have contact with the valve seat, the side plane of the upside was constrained by the casing part, which led the inlet pipe to experience stress field in the form of fatigue and creep. The primary crack was initiated at about 30 mm below the top where the complex stress field was anticipated. These results suggest that the main failure mechanism is a combination of thermal fatigue and creep during the operation supported by the observation of apparent beach marks on the fracture surface and pores near the cracks, respectively.
가변형 패럴랙스 배리어와 DDC 통신을 이용한 시점추적형 3D 디스플레이 시스템
채호병,유영록,김진수,이상훈,이승현,Che, Ho-Byoung,Yoo, Young-Rok,Kim, Jin-Soo,Lee, Sang-Hun,Lee, Seung-Hyun 한국광학회 2009 한국광학회지 Vol.20 No.2
본 논문에서는 가변형 패럴랙스 배리어와 DDC 통신을 이용한 시점 추적형 3D 디스플레이 시스템을 구현하였다. 가변형 패럴랙스 배리어는 4개의 서브 배리어로 구성되며, 관찰자의 위치를 추출하기 위하여 웹 카메라를 이용하였다. 웹 카메라로 부터 추출된 관찰자의 좌표 값은 DDC 통신을 통해 모니터의 전면부에 장착된 가변형 패럴랙스 배리어를 시점에 맞게 전기적으로 이동시키게 된다. 실험을 통해 고정형과 가변형 패럴랙스 배리어 시스템의 성능을 비교하였다. In this paper, we introduce an eye-tracking 3D display system using variable parallax barrier and DDC communication. A barrier of variable parallax barrier composed of 4 sub-barriers and a commercially available web camera is utilized to implement the eye-tracking system. The coordinates of a viewer is extracted from the web camera transfer to 3D display via DDD/CI communication. The variable barrier attached to the LCD moves electrically according to the right eye position for 3D images. This system is compared experimentally with the commercial parallax barrier methods.
CFD에 기반한 벽체형 공기식 BIPVT의 열 및 전기 효율 분석
채호병,배상무,오진환,남유진 대한설비공학회 2024 설비공학 논문집 Vol.36 No.6
본 연구에서는 BIPVT의 적용 및 설치 가이드에 관한 기초 연구로서, BIPVT-air 시스템을 대상으로 BIPVT의 열교환기 형태와 유량에 따른 시스템의 성능 예측을 수행하였다. 성능 예측을 위해 수치해석 프로그램을 사용하여 BIPVT의 열 및 전기성능, 유체 유동과 압력손실을 계산하였고, 그 결과는 다음과 같다. (1) PV cell 온도는 핀 간격이 증가할수록 Case 1을 기준 약 10%(Case 2). 20%(Case 3) 증가하였고, 유량은 낮아지는 것을 확인하였다. 또한, Oultlet 온도 또한 유량이 커질수록 온도가 낮아지는 것을 확인하였다. (2) 전체 Case의 PV 효율은 10.5 ~ 12.2%의 범위 내에서 효율을 가졌으며, 열 이득 54.4 ~ 254.4 W/m2의 범위에서 열 이득을 얻을 수 있었다. (3) 입구 측 유속이 상대적으로 출구측 유속에 비해 빠르며 열교환기 굴곡부에서 유체의 압력손실 및 난류의 영향, 유동 분리로 인해 유체의 정체(유속 감소)를 확인할 수 있었다. 또한, 핀 간격이 좁을수록 유체의 흐름을 방해하고 유동 방향을 세분화시키는 경향이 있기 때문에 마찰 손실을 유발하며 내부 유속을 증가시켰다. (4)유량 범위 0.2 ~ 0.9 kg/s에서 압력 손실 약 3.9 ~ 27.8 Pa로 나타났으며, 유량이 증가할수록 압력손실은 선형적 증가하였다. 한편, 핀 간격에 따른 압력 손실 차이는 Case 1을 기준으로 Case 2는 약 67.3%, Case 3은 48.0% 감소함을 확인하였다. 추후, 외부환경 및 벽체의 온도 변화에 대한 시스템 성능 분석과 BIPVT의 출수온도의 활용방안(Heat pump와의 연동 및 직접 난방) 등에 대한 성능평가를 실시할 예정이며, 국내 실정에 맞는 BIPVT의 설치 및 최적 설계 가이드를 제시할 예정이다. This paper provides foundational research into enhancing a building-integrated photovoltaic/thermal (BIPVT) system, focusing on predicting performance by examining the configuration of heat exchangers and flow rates in an air-based BIPVT system. Numerical analysis software (Ansys Fluent) was employed to calculate heat gain and PV efficiency under defined conditions: insulated sides of the BIPVT, a steady back panel temperature aligned with the building wall temperature (25℃), and maximal solar irradiance (1,000 W/m2) in steady-state scenarios. The findings indicate that PV cell temperature increases with greater internal fin spacing of heat exchangers and decreased flow rate. Conversely, the outlet temperature decreases with an increased flow rate. The efficiency of the PV system varied between 10.5% and 12.2%, with heat gain values ranging from 54.4 to 254.4 W/m². The pressure loss within the system ranged from approximately 3.9 to 27.8 Pa across a flow rate spectrum of 0.2 to 0.9 kg/s, demonstrating a linear increase with the flow rate. Additionally, variations in pressure loss based on fin spacing resulted in a reduction of approximately 67.3% in Case 2 and 48.0% in Case 3 compared to Case 1.
고온 이산화탄소 분위기에서 316 L 스테인리스강의 부식 거동
채호병,서석호,정용찬,이수열,Chae, Hobyung,Seo, Sukho,Jung, Yong Chan,Lee, Soo Yeol 한국재료학회 2017 한국재료학회지 Vol.27 No.10
Evaluation of the durability and stability of materials used in power plants is of great importance because parts or components for turbines, heat exchangers and compressors are often exposed to extreme environments such as high temperature and pressure. In this work, high-temperature corrosion behavior of 316 L stainless steel in a carbon dioxide environment was studied to examine the applicability of a material for a supercritical carbon dioxide Brayton cycle as the next generation power plant system. The specimens were exposed in a high-purity carbon dioxide environment at temperatures ranging from 500 to $800^{\circ}C$ during 1000 hours. The features of the corroded products were examined by optical microscope and scanning electron microscope, and the chemical compound was determined by x-ray photoelectron spectroscopy. The results show that while the 316 L stainless steel had good corrosion resistance in the range of $500-700^{\circ}C$ in the carbon dioxide environment, the corrosion resistance at $800^{\circ}C$ was very poor due to chipping the corroded products off, which resulted in a considerable loss in weight.