산화물핵연료의 비열특성

강권호,박창제,류호진,나상호,송기찬,양명승,이영우,문흥수 한국에너지학회 2004 에너지공학 Vol.13 No.4

세라믹핵연료의 비열기구는 격자 진동 비열, 팽창 비열, 전도전자 및 결함비열 그리고 과잉비열로 구성된다. 비열을 표현하는 모델은 정압비열 항과 팽창비열 항 그리고 결함비열 항으로 구성된다. 본 연구에서는 세라믹 핵연료의 실험자료 또는 발표된 자료들을 종합 분석하였으며, 가장 적합한 모델을 추천하였다. UO2, (U, Pu) 혼합핵연료 및 사용후 핵연료의 비열 자료들이 분석되었다. 사용후핵연료의 경우 모의 핵연료의 비열로 대신하였다.

용융염 나노유체의 비열 향상

조병남(Byeongnam Jo),정선진(Seonjin Jeong) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4

용융염은 집광형 태양열 발전에서 열에너지 저장 물질로 사용되고 있다. 용융염의 열 저장 용량을 향상시키기 위해 용융염에 나노 입자를 분산시켜 나노 유체를 합성하여 비열을 증가시키고자 하였다.⁽¹⁾ 지난 10 년간 수행된 많은 관련 연구에서는 나노 입자의 농도, 종류, 모양, 크기, 분산의 균일성이 비열 향상에 미치는 영향을 조사하였다.⁽²⁾ 그러나 본 연구는 용매, 즉 용융염의 영향을 중요하게 생각한다. 대부분의 연구에서 용융염 이원 혼합물, 예를 들어 질산나트륨과 질산칼륨의 질산염 이원 혼합물과 탄산 리튬과 탄산칼륨의 혼합물인 탄산염 이원 혼합물을 용매로 사용하였고, 이러한 용융염 혼합물의 비열은 용융염의 조성에 따라 급격히 변화하는 것으로 알려졌다. 또한 용융염 나노 유체의 비열 향상은 동일한 용융염과 나노 입자에서도 상이한 결과를 보여주고 있어, 용융염 용매가 비열 향상에 주는 영향에 대한 주의 깊은 연구가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 질산염 이원 혼합물의 조성 변화를 통해 비열 향상에 미치는 용매의 효과를 조사하였으며, 비열 향상 결과를 단일 용융염 나노 유체의 결과와 비교하여 분석하였다. Molten salts have been used as thermal energy storage (TES) medium in concentrated solar power (CSP) plants. In order for enhancing the TES capacity of the salts, the specific heat of the molten salts was enhanced by doping with nanoparticles, namely synthesizing molten salt-based nanofluid.⁽¹⁾ In lots of relevant studies performed in the last decade, the effects of nanoparticle concentrations, types, shapes, sizes, and dispersion homogeneity on the specific heat were examined using various nanoparticles such as silica (SiO<SUB>2</SUB>), alumina (Al₂O<SUB>3</SUB>), carbon nanotubes.⁽²⁾ However, this study focuses on the solvent materials which are the molten salts. In most of the studies, binary eutectic salts such as a nitrate eutectic (NaNO<SUB>3</SUB> and KNO<SUB>3</SUB>) and a carbonate eutectic (Li₂CO<SUB>3</SUB> and K<SUB>2</SUB>CO<SUB>3</SUB>) were employed as a solvent, and the specific heat of the binary eutectic varied by chemical compositions.(2) Moreover, the specific heat enhancements are not identical once using the same salt and nanoparticles. In this study, the effects of the solvent salt on the specific heat were investigated by changing chemical composition of the nitrate salt mixtures. In addition, the results of the nanofluids were compared to those of single salt-based nanofluids.

A Prediction of Specific Heat Capacity for Compacted Bentonite Buffer

Seok Yoon,Geon-Young Kim,Min-Hoon Baik 한국방사성폐기물학회 2017 방사성폐기물학회지 Vol.15 No.3

고준위폐기물을 처분하기 위한 심층 처분시설은 지하 500~1,000 m 깊이의 암반층에 설치된다. 심층 처분시스템의 구성 요 소로는 처분용기, 완충재, 뒷채움 및 근계 암반이 있다. 이 중 완충재는 심층 처분시스템에 있어 필수적인 요소인데, 완충재 는 지하수 유입으로부터 처분용기를 보호하고, 방사성 핵종 유출을 저지한다. 처분용기에서 발생하는 고온의 열량은 완충 재로 전파되기에 완충재의 열물성은 처분시스템의 안정성 평가에 상당히 중요하다고 할 수 있다. 완충재의 열전도도 규명 에 대한 연구는 많이 진행되고 있는 반면, 비열에 대한 연구는 미진한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 국내 경주산 압축 벤 토나이트 완충재(KJ-II)에 대한 비열 추정 모델을 개발하고자 하였다. 압축 벤토나이트 완충재의 비열은 이중 탐침법을 이용 하여 다양한 포화도와 건조밀도에 따라 측정하였으며, 총 33개의 실험 데이터를 토대로 회귀분석을 이용하여 경주 압축 벤 토나이트의 비열을 추정할 수 있는 모델을 제시하였다. A geological repository for the disposal of high-level radioactive waste is generally constructed in host rock at depths of 500~1,000 meters below the ground surface. A geological repository system consists of a disposal canister with packed spent fuel, buffer material, backfill material, and intact rock. The buffer is indispensable to assure the disposal safety of high-level radioactive waste, and it can restrain the release of radionuclides and protect the canister from the inflow of groundwater. Since high temperature in a disposal canister is released to the surrounding buffer material, the thermal properties of the buffer material are very important in determining the entire disposal safety. Even though there have been many studies on thermal conductivity, there have been only few studies that have investigates the specific heat capacity of the bentonite buffer. Therefore, this paper presents a specific heat capacity prediction model for compacted Gyeongju bentonite buffer material, which is a Ca-bentonite produced in Korea. Specific heat capacity of the compacted bentonite buffer was measured using a dual probe method according to various degrees of saturation and dry density. A regression model to predict the specific heat capacity of the compacted bentonite buffer was suggested and fitted using 33 sets of data obtained by the dual probe method.

친환경 안경테 판재의 심입 가공성 향상을 위한 고비열 가소제 혼입에 관한 연구

서영민,이해성,이성준,정상원,김현철,김은주,고영준,최진현,이세근 한국안광학회 2013 한국안광학회지 Vol.18 No.1

목적: 본 연구는 cellulose acetate/poly ethylene glycol(CA/PEG) 안경테용 판재의 심입가공성을 향상시키기 위하여 심입가공온도 영역에서 비교적 높은 비열을 갖는 친환경 가소제인 triacetin을 2차 가소제로 도입함으로써 가공효율이 향상 된 친환경 안경테 판재를 제조하는데 목적이 있다. 방법: 전체 가소제의 양을 CA 대비 30 wt%로 고정하고 1차 가소제인 PEG와 2차 가소제인 triacetin의 함량을 조절하여 제조된 CA/PEG/triacetin 조성물의 비열 및열적특성을 분석하고, 다양한 기계적 물성과 광학적 특성의 비교분석을 통해 우수한 가공성을 갖는 안경테 소재를위한 최적의 가소제 조성을 결정하였다. 결과: Triacetin 도입을 통해 CA 판재의 비열 상승을 확인하였으며, triacetin 함량비가 증가할수록 유리전이온도(Tg)가 낮아지고 심입가공성의 척도가 되는 감온속도의 감소를 확인하였다. 또한기존의 CA/PEG 안경테 소재와 비교 시 우수한 광택특성 및 경도를 확인하였으며, 동등수준 이상의 기계적 물성을보임을 확인하였다. 결론: PEG/triacetin의 투입비율을 조절하여 심입가공성을 향상시키고, 안경테 판재로 사용되기적합한 물성 및 특유의 광택과 우수한 심미성을 만족하는 CA 판재를 제조할 수 있다. Purpose: To improve glasses temple's insert processibility of CA/PEG blend, triacetin with higher specific heat values in the processing temperature range is used as second plasticizer. Methods: The total amount of plasticizer is fixed at 30 wt% by CA. To determine optimal CA/PEG/triacetin blend for glasses frame, blends with different composition ratio were examined by various analysis: thermal properties, mechanical properties, glossiness. Results: Specific heat of the CA/PEG blend increased as the content of triacetin. In CA/PEG/triacetin blends, as triacetin concentration is increased, glass transition temperature is decreased and heat conservation rate of composites is increased. Furthermore, CA/PEG/triacetin blend exhibited higher mechanical properties and similar gloss characterization with CA/PEG blend. Conclusions: It is possible to improve the processibility inserting metal support to CA temple through varying the weight ratio of PEG/triacetin. The extruded sheets of CA/PEG/triacetin blend had better glossiness and mechanical properties than those of CA/PEG blend.

STS 304 중공 원통의 비정상 열전달 특성

이상철(Sang Chul Lee),김영근(Young Geun Kim),심규진(Kyu Jin Shim),배강열(Kang Youl Bae),정한식(Han Shik Chung),정효민(Hyo Min Jeong) 대한기계학회 2004 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2004 No.4

This paper introduced about characteristics on the non-steady heat transfer of STS 304 hollow cylinder. In the non-steady state, the specific heat and conductivity are depended on the temperature variations, and these properties affect to the governing equation on heat conduction. But the most of numerical analysis on heat conduction is assumed to constant properties which is conductivity and specific heat. Assuming that the properties are reacted sensitively, the numerical results can have the difference of between constant properties with non-constant properties. The main parameters are specific heat and conductivity. The temperature distributions of the STS 304 hollow cylinder became in steady state after 4 minutes in case of the constant properties. As the conductivity is varied with temperature, the temperature distributions became in steady state after 15 minutes. Therefore, a numerical analysis of the non-steady state heat transfer will has to apply that conductivity varied with temperature.

열경화성 수지의 온도에 따른 경화도와 비열(Cp) 변화

신동우 ( Dong Woo Shin ),황성순 ( Seong Soon Hwang ),이호성 ( Ho Sung Lee ),김진원 ( Jin Won Kim ),최원종 ( Won Jong Choi ) 한국복합재료학회 2015 Composites research Vol.28 No.3

본 논문에서는 복합재료 제조공정 중 온도에 따른 경화 반응을 이해하고 열분석을 수행하였으며, 이 결과를 바탕으로 온도에 따른 수지의 경화도 및 비열의 변화를 수식화하였다. 온도에 따른 경화도와 비열은 DSC와 MDSC (Modulated DSC)를 활용하여 측정하였다. DSC와 MDSC 분석은 Isothermal과 Dynamic 조건으로 수행하여 Cure Kinetics, 유리전이온도 및 비열을 측정하고, 회기 분석 방법을 이용하여 물성거동을 수학적으로 모델링하였다. This paper presents the cure kinetics studies on the cure reaction of thermosetting resin. Above all, change in degree of cure and specific heat capacity according to temperature are observed using DSC and MDSC. The results are analyzed by cure kinetics and specific heat capacity model. Glass transition temperature was also measured to apply to the specific heat capacity model. Model parameters were gained from the modeling result. As a result, behavior of specific heat capacity can be calculated mathematically.

압축 벤토나이트 완충재의 비열 추정

윤석,김건영,백민훈 한국방사성폐기물학회 2017 방사성폐기물학회지 Vol.15 No.3

고준위폐기물을 처분하기 위한 심층 처분시설은 지하 500~1,000 m 깊이의 암반층에 설치된다. 심층 처분시스템의 구성 요 소로는 처분용기, 완충재, 뒷채움 및 근계 암반이 있다. 이 중 완충재는 심층 처분시스템에 있어 필수적인 요소인데, 완충재 는 지하수 유입으로부터 처분용기를 보호하고, 방사성 핵종 유출을 저지한다. 처분용기에서 발생하는 고온의 열량은 완충 재로 전파되기에 완충재의 열물성은 처분시스템의 안정성 평가에 상당히 중요하다고 할 수 있다. 완충재의 열전도도 규명 에 대한 연구는 많이 진행되고 있는 반면, 비열에 대한 연구는 미진한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 국내 경주산 압축 벤 토나이트 완충재(KJ-II)에 대한 비열 추정 모델을 개발하고자 하였다. 압축 벤토나이트 완충재의 비열은 이중 탐침법을 이용 하여 다양한 포화도와 건조밀도에 따라 측정하였으며, 총 33개의 실험 데이터를 토대로 회귀분석을 이용하여 경주 압축 벤 토나이트의 비열을 추정할 수 있는 모델을 제시하였다. A geological repository for the disposal of high-level radioactive waste is generally constructed in host rock at depths of 500~1,000 meters below the ground surface. A geological repository system consists of a disposal canister with packed spent fuel, buffer material, backfill material, and intact rock. The buffer is indispensable to assure the disposal safety of high-level radioactive waste, and it can restrain the release of radionuclides and protect the canister from the inflow of groundwater. Since high temperature in a disposal canister is released to the surrounding buffer material, the thermal properties of the buffer material are very important in determining the entire disposal safety. Even though there have been many studies on thermal conductivity, there have been only few studies that have investigates the specific heat capacity of the bentonite buffer. Therefore, this paper presents a specific heat capacity prediction model for compacted Gyeongju bentonite buffer material, which is a Ca-bentonite produced in Korea. Specific heat capacity of the compacted bentonite buffer was measured using a dual probe method according to various degrees of saturation and dry density. A regression model to predict the specific heat capacity of the compacted bentonite buffer was suggested and fitted using 33 sets of data obtained by the dual probe method.

저온잠열저장을 위한 TMA-물계 포접화합물의 과냉각 개선에 대한 연구

김창오(Kim Chang-Oh),김진흥(Kim Jin-Heung),정낙규(Chung Nak-Kyu) 한국태양에너지학회 2007 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.- No.-

This study aims to find out cooling characteristics of TMA(Tri-Methyl- Amine, (CH₃)₃N) 25wt%-water clathrate compound with ethanol(CH₃CH₂OH) such as supercooling, phase change temperature and specific heat. For this purpose, ethanol is added as per weight concentration and cooling experiment is performed at -6˜-8℃, cooling heat source temperature, and it leads the following result. (1) Phase change temperature is decreased due to freezing point depression phenomenon. Especially, it is minimized as 3.8℃ according to cooling source temperature in case that 0.5wt% of ethanol is added. (2) If 0.5wt% of ethanol is added, average supercooling degree is 0.9℃ and minimum supercooling is 0.8, 0.7℃ according to cooling heat source temperature. The restraint effect of supercooling is shown. (3) Specific heat shows tendency to decrease if ethanol is added. It is 3.013~3.048 ㎉/㎏℃ according to cooling heat source temperature if 0.5wt% of ethanol is added. Phase change temperature higher than that of water and inhibitory effect against supercooling can be confirmed through experimental study on cooling characteristics of TMA 25wt%-water clathrate compound by adding additive, ethanol. This can lead to shorten refrigerator operation time of low temperature latent heat storage system and improve COP of refrigerator and efficiency of overall system. Therefore energy can be saved and efficiency can be improved much more.

대형기관 모사 정적연소실에서 매립지 가스의 연소특성에 대한 연구 (I)

엄인용(Inyong Ohm) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集B Vol.37 No.8

본 논문은 대형 상용기관을 모사한 정적연소실에서 매립지 가스의 연소 특성에 대한 복수의 논문 중 첫 논문으로, 연소특성을 연소화학양론 및 열역학적 측면에서 분석하고 이를 실험 결과와 비교하였다. 연소화학양론 및 열역학적 분석에서 연료조성과 당량비에 따라 기연가스의 조성이 변화하고 이에 따라 정적비열이 변화하여 동일 발열량에 최종압력은 변화하며, 이것은 실제 연소압력 측정결과와 대체로 일치한다. 연료조성과 당량비에 따른 상대적 압력변화 및 연소기간도 분석결과와 실험결과가 경향상 일치한다. 분석과 실험 결과 사이의 차이는 열전달량의 차이에 기인한 온도저하 및 이에 따른 정적비열의 변화가 주요 원인이며, 연소실 체적과 점화위치도 연소기간과 온도에 큰 영향을 준다. 최종적으로 정적연소에서 연료변환효율은 메탄 분율이 작을수록 그리고 당량비 0.8 ~ 0.9 사이에서 최대가 되며, 이러한 연료변환효율의 증가는 실물기관에서 비열비 감소의 효과를 상쇄하고 남으므로 순수 메탄보다 LFG의 연소가 효율 면에서 유리하다. This is the first paper on the combustion characteristics of landfill gas in a constant volume combustion chamber for a large displacement volume commercial engine, and it discusses the fundamental characteristics of fuel from the viewpoint of thermochemistry and thermodynamics and compares these results with experimental ones. The results show that the final pressures obtained from theoretical analysis vary under the same heating value owing to the change in the constant volume specific heat owing to the difference in the burned gas composition according to the fuel gas compositions; furthermore, the stoichiometric ratios and trends of analytical and experimental pressures coincide very well, although some minor differences are observed between the two. The root cause of the difference is the heat transfer, which changes the specific heat and lowers the temperature considerably, in the real combustion process. In addition, the large chamber volume and ignition position promote the heat transfer to the wall. Finally, the fuel conversion efficiency increases as the methane mol fraction decreases, and it is maximum when the stoichiometric ratio ranges from 0.8 to 0.9. These increases due to the composition and stoichiometric ratio could sufficiently compensate the decrease due to the specific heat ratio drop, LFG might be more advantageous than pure methane in a real engine.

주조공정 설계를 위한 자연주물사와 인공주물사의 열물성 시험

남정호,이병준,곽시영 한국주조공학회 2024 한국주조공학회지 Vol.44 No.1

최근에는 주조업계의 중요한 과제로써 산업폐기물 저감 과 대기환경 개선이 부각되고 있다 . 종래의 주물사 사용 시 발생되는문제점 해결과 주조공장의 환경개선을 위해 천연사를 대체 적용할 수 있는 다양한 인공사가 개발되어 사용되고 있다 . 하지만 해외공급사에서 제공하는 제한된 물성만 알려져 있고 기존 자연사와의 심층적인 비교분석이 부족하다 . 또한 주조 공정 설계를 위해서는상온뿐만 아니라 고온에서의 넓은 범위의 열물성이 확보 되어야 하며 , 또한 열물성이 달라지면 주조방안 설계의 변화가 일어나야하기 때문에 기존 자연사와 인공사의 열물성 차이를 비교 분석하는 건 중요하다 . 본 연구에서는 자연사와 인공사를 바인더와 결합한 주형블럭에서의 열전도도 , 비열 , 열팽창 시험을 수행하였으며 실험 결과 열전도도는 자연사에 비해 인공사가 구성성분에 따라5~40% 높았으며 열팽창계수는 인공사가 15%정도 낮았다. 하지만 비열은 구성성분에 상관없이 큰 차이가 없었다. Reducing industrial waste and improving the atmospheric environment recently have emerged as important tasks for the casting industry. Various types of artificial sand that can replace natural sand have been developed and used to solve problems that arise with the use of conventional foundry sand and to improve the foundry environment. However, only limited physical properties pro- vided by overseas suppliers are known and in-depth comparative analyses with existing natural sand are lacking. For the design of the casting process, a wide range of thermal properties must be secured not only at room temperature but also at high temperatures. In addition, it is important to compare and analyze the differences in thermal properties between existing natural and artificial sand because changes in thermal properties require changes in the design of the casting method. In this study, the thermal behavior of the mold was analyzed through a thermal expansion test of mold blocks for natural and artificial sand., To this end, a thermal property test to evaluate thermal conductivity was performed by determining a temperature range. The results of the experiment, revealed that the thermal conductivity was 5-40% higher in artificial sand than in natural sand, and the coefficient of thermal expansion was about 15% lower for artificial sand. However, there was not a significant difference in specific heat regardless of the composition.