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상변화물질과 열관을 병렬 조합한 위성부품 열제어장치의 수치해석적 연구
신윤섭(Yoon Sub Shin),김태수(Tae Su Kim),김택영(Taig Young Kim),서영배(Young Bae Seo),서정기(Jung-gi Seo),현범석(Bum-Seok Hyun),전형열(Hyeong Yul Cheon) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.4
주기적 단속적으로 작동하는 위성부품의 열제어를 위하여 고상-액상 상변화물질(PCM, Phase Change Material)과 열관을 병렬로 결합한 열제어장치를 제안하였으며, 이의 성능을 수치해석을 통하여 검증하였다. 상변화 중 큰 잠열과 일정하게 유지되는 온도에 의하여 작은 방열판 면적에서도 부품의 최고온도를 제어할 수 있으며, 냉각기에는 PCM에 축적된 에너지가 방출됨으로써 보온히터 소모전력을 절약할 수 있다. 동일한 형태의 Al TBM(Thermal Buffer Mass)을 사용하면 비슷한 효과를 기대할 수 있으나, 질량과 보온히터의 소모전력이 증가하므로 PCM에 비하여 비효율적이다. 설계된 PCM 열제어장치는 발열량과 작동시간에 따라 그 양을 최적화할 수 있다. The thermal control device for the periodic working component combined solid-liquid phase change material (PCM) with heat pipes is designed and numerically studied. Due to high latent heat and retaining constant temperature during melting process the component peak temperature, not withstanding small radiator size, is reduced. The warm-up heater power consumption to keep the minimum allowed temperature is also cut down since the accumulated thermal energy is released through the solidification. The thermal buffer mass (TBM) made of Al can give the similar effect but the mass and power consumption of warm-up heater should increase compared to PCM. The amount of PCM can be optimized depending on the component heat dissipation and on/off duty time.
응고/융해 잠열을 이용한 위성용 열제어장치의 실험적 연구
김태수(Tae Su Kim),신윤섭(Yoon Sub Shin),김택영(Taig Young Kim),서정기(Jung-gi Seo),현범석(Bum-Seok Hyun),전형열(Hyeong Yul Cheon) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.10
고상-액상 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 이용한 위성부품 열제어장치를 설계 및 제작하였으며 열환경시험을 수행함으로써 온도제어 성능을 분석하였다. 설계온도에 부합하는 n-Hexadecane을 PCM으로 채용하였고, 낮은 열전도도를 보완하기 위하여 내부에 전열휜이 장착된 용기를 Al6061로 제작하였다. 위성에 장착하였을 때와 동일한 작동조건을 확보하기 위하여, 부품과 방열판 사이를 열관으로 연결하였으며 열관의 단열부가 관통하도록 PCM 열제어장치를 설치하였다. 동일한 모양과 부피의 열적완충질량(TBM, Thermal Buffer Mass)도 제작하여, 주기적인 가열-냉각 실험을 수행하였다. 실험결과 상변화 잠열에 의한 PCM의 열제어 성능을 확인할 수 있었으며, TBM에 비하여 질량과 보온히터의 소모전력을 절감할 수 있음을 확인하였다. The thermal control device using solid-liquid phase change material (PCM) is designed, manufactured, and experimented in thermal environment chamber. The n-Hexadecane is selected as a PCM and its melting point is placed within the component working temperature range. The PCM container is made of Al6061 and has the thermal spreading fins inside. To simulate the working condition for on-orbit satellite the heat pipes are used to connect the heater and radiator and the PCM thermal control device (PCMTD) is installed at the middle portion of heat pipes. The thermal buffer mass (TBM), which is same configuration and volume with PCMTD, is also manufactured to compare the thermal control performance. As a result, the PCMTD is not only more efficient than TBM in their temperature control features but both mass and power of compensation heater are reduced.
가열식 액체용 질량유량계측기에 관한 이론 및 실험적 연구
김택영(Taig Young Kim),강창훈(Chang Hoon Kang),신윤섭(Yoon Sub Shin),김태수(Tae Su Kim),최선호(Seon Ho Choi) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集B Vol.39 No.4
가열식 액체용 질량유량계측기(LMFM, Liquid Mass Flow Meter)에 대하여 수치해석적으로 분석하였으며 실험을 통하여 검증하였다. 기존의 기체용 질량유량계측기(GMFM, Gas Mass Flow Meter)와 동일한 구조로 설계하였으나 계측온도차는 기체용에 비하여 정 반대의 특성을 나타낸다. 기체는 열용량이 작아서 계측관벽을 통한 전도열전달이 기체의 유동에 따른 대류열전달에 대응할 정도이므로 이들 상호작용의 결과 상하류 써미스터의 온도차가 질량유량에 비례한다. 반면, 열용량이 큰 액체의 경우 대류열전달이 지배적이 되어 계측관벽을 통한 전도열전달이 무시되며, 결과적으로 온도차가 질량유량에 반비례한다. 계측관경과 히터의 권선폭은 LMFM 의 중요한 설계인자로서 각각 최적화가 필요하다. 최적화 설계를 통하여 제작한 계측기는 반도체 생산장비의 극소유량 정밀제어 및 공급용으로 사용할 수 있다. Numerical analysis and experimental verification of a thermal liquid mass flow meter (LMFM) were performed. The configuration of the LMFM was the same as a gas mass flow meter (GMFM), but the opposite results in temperature difference between upstream and downstream thermistors occurred. In the case of the gas, the convection depending on the flow of thermal mass was small and comparable to the conduction through the sensor tube wall. The temperature difference was proportional to the mass flow rate due to their interaction. For the liquid flow, the convection overwhelmed the wall conduction because of the large flow of thermal mass caused by high density. The temperature difference in this case was inversely proportional to the mass flow rate. The tube diameter and heater wiring width are important design parameters, and the optimized sensor can be used to measure and control the infinitesimal liquid flow rate.
골심지의 강도향상을 위한 KOCC 와 KONP 의 배합과 숙성처리 효과
조용민,신윤섭,정문기,신필수,정세화 한국공업화학회 1999 응용화학 Vol.3 No.1
This study were carried out to investigate the effect of mixture ratio and caustic soaking treatment of KOCC and KONP for strength improvement of corrugating medium. Test results with caustic soaking treatment have improved dewatering resistance and strength(ring crush), and decreased ash content. The drainage of stock after soaking has decreased from 20% to 40%, but the freeness had shown a high tendency to increase mixture ratio of KONP. The ash of stock after soaking decreased 20% more than the untreated KOCC and KONP to be not related to mixture ratio of KOCC. In the case of ring crush, it was above 12kgf·㎡/g after the mixture ratio of 7:3, and had shown a tendency to increase above 28% and to increase 50% in comparison with the untreated KOCC in the mixture ratio of 5:5.
산처리 옥수수 전분을 이용한 cyanoethyl starch 의 제조 특성
조용민,신윤섭,정문기 한국공업화학회 1998 응용화학 Vol.2 No.1
In order to develop modified starch using reinforced corrugating medium, this study carried out to decrease reaction time and simplify process cyanoethylation of starch after acid treatment of native corn starch. Native corn straches(81g oven dried) were reacted with 150mL of 5% aqueous hydrochloric acid at 40℃ for 30minutes. Acid treated starches(ATS) were cyanoethylated to the 0.1 to 0.4 ratios AN/ATS under alkali condition(pH 12) at 40℃. The degree of substitution(DS) of cyanoethylated starches was 0.003∼0.019 with reaction times(30, 60 and 120 minutes). The preparation of handsheets has been with 1%, 2% and 3% of CES add levels with DS, respectively. The strength properties of handsheets added CES showed a tendency to increase in comparison with untreated handsheet, especially, the compression strength(ring crush) or handsheets was highest in 3% add level of DS 0003 CES.
부유부상 오존처리에 의한 국산 폐골판지 (KOCC) 의 물성향상
이용무,조용민,신윤섭,서경원,신필수 한국공업화학회 2000 응용화학 Vol.4 No.2
This study investigates whether a froth flotation-ozone treatment(FFOT) after a alkali soaking treatment is necessary for strength improvement of KOCC. FFOT after a caustic soaking treatment presents optimum process for strength improvement of KOCC. It shows that the components and strength of KOCC behave differently during FFOT after sodium hydroxide treatment. Using optimum conditions, the KOCC compression index increases 30% with pulp consistency and 40% with number of alkali soaking treatment whereas the KOCC ash content decreases 20% above, during FFOT. Also the KOCC holocellulose increases but the KOCC lignin and residue starch content show a clear decrease tendency during FFOT.