Nowadays, transferred type arc plasma torches have been widely present in industrial applications, in particular, using melting pool of electrically conducting materials such as arc furnace, welding and volume reduction of radioactive wastes. In these applications, the melting pools are normally employed as an anode, thus, heat flux distributions on anode melting pool need to be characterized for optimum design of melting pool system. For this purpose, we revisited the one-dimensional model of the anode boundary layer of arcs and solved governing equations numerically by using Runge-Kutta method. In addition, the direct melting process of non-combustible wastes in the crucibles were discussed with the calculation results.

In this analysis, the analytical model was verified through the normal mode analysis of the piston for the 2.9 liter IDI (indirect injection) engine. Heat transfer analysis was carried out by selecting two cases of applied temperature using the validated model. The first case was a condition of 350℃ on the piston upper surface and 100℃ on the piston body and inner wall. In the second case, the conditions were set to give a temperature of 400℃ on the upper surface of the piston and 100℃ on the piston body and the inner wall. In addition, the temperature distribution due to heat transfer was obtained for the pistons with boundary conditions of two cases, and then the thermal stress distribution due to thermal expansion was obtained using the input. Using this analysis result, the thermal stress caused by thermal expansion due to the thermal conduction of the piston is examined and used as the basic data for design.

The purpose of this study is to experimentally figure out thermal performances of a newly developed wavy patterned heat plates(first heat plates) which are known to have better thermal performances than the conventional heat plates. Three types of products were made with high and low chevron angled plates. The test results show that overall heat transfer coefficients and pressure drops increased with flow rates and chevron angles just like other studies. Another purpose of this study is to find a way to reduce pressure drops while maintaining or even improving the heat transfer characteristics of the first heat plates. Research on optimization of the distribution area on the heat plate to achieve the even fluid distribution was conducted, and then the second heat plates were developed to reflect the research results. Another new three types of products with the second heat plates were manufactured and tested, too. The test results of the second heat plates were compared with those of the first heat plates to find out how the distribution area contributed to the thermal performances of the heat plates. The comparison showed that distribution area optimization could affect thermal performances of the high chevron angled plate positively, but the low chevron angled plate had little effect from the optimization. This is considered to be because the low chevron angled plate itself has a characteristic that the pressure drop is small.

In this study, we designed the 3-dimensional tire mold according to the A automobile company’s tire model, and analysed the distribution of temperature of mold using the numerical method when the heat flux and heat transfer time at the surface of tire mold were changed. A analysis region of mold was the 1/16 of entire mold, and the grid number was about more than 880 thousand. In order to analyze the temperature change of mold, the thinnest part of the mold was chosen as the research object, and then the temperature of 6 points on the vertical downward direction of the thinnest part was analyzed with the time change. While the numerical condition was that heat flux was 321,200 W/m2, 440,000 W/m2 and 880,000 W/m2, and measuring time was 0.1 second, 0.2 second, 0.5 second and 1 second, respectively. As a result, the temperature difference between the surface temperature and the lowest temperature of mold was 7.3℃ when the heat transfer time was 0.1 second. Also, the minimum temperature difference was almost 0.11℃ when the heat transfer increased to 1 second. It can be explained that the main material of tire mold was aluminum and its thermal conductivity was high (k=140 W/m·K). In addition, when the heat transfer time was more than 1 second, the heat flux of mold surface will be transmitted at the inside of the thinnest part, and the heat transfer will be a marked difference according to the shape of the thinnest part.

유비쿼터스 헬스케어 기술 및 휴대용 전자기기의 발전은 지속적으로 전원을 공급하기 위한 새로운 에너지원을 요구하고 있으며, 이러한 점에서 의류를 통한 인체 에너지 수확 시스템의 연구가 요청되고 있다. 인체에너지를 수확하는 방식의 하나인 열전은 인체와 주위 환경간의 온도차이로부터 에너지를 수확하는 방식으로, 본 연구에서 의복을 통한 열전에너지 수확의 기초자료를 확보하기 위하여 인체표면 온도의 분포를 실증적으로 고찰하였다. 이를 위해 체표 구간을 설정하고 구간별 온도분포를 분석하였다. 분석 결과, 상체의 체표온도가 하체에 비해 높았고 특히 심장과 가깝고 혈류량이 많은 몸통 부위의 체표온도가 높았다. 뒷목과 등, 허리의 후면 부위 체표온도가 앞면에 비해 높았으며, 팔 부위의 경우 위쪽 부위의 체표온도가 아래쪽 부위보다 높고 팔 후면이 정면과 측면에 비해 온도가 낮게 나타났다. 체표 구간별 평균 온도와 환경온 간의 차이값이 가장 높아 열전 수확 기능구조 설치에 가장 적합한 위치는 뒷목 부위로 나타났고, 등과 허리 부위, 측면 어깨부위, 가슴 부위, 정면 위팔 부위, 배 부위가 그 뒤를 이었다. 이러한 인체표면 온도분포 결과를 토대로, 본 연구에서는 열에너지 수확의류 개발을 위한 기본 지침을 도출하였다.

고준위폐기물을 지하 500m의 화강암 암반의 처분장에 장기간(약 10,000년 동안) 처분 시 폐기물에서 발생하는 열에 의하여 처분용기 및 처분용기를 감싸고 있는 주위 구조물(벤토나이트 버퍼, 암반 등)의 처분시간 경과에 따른 온포분포 변화를 알아내는 것은 처분장 설계를 위하여 매우 중요하다. 본 논문에서는 수치해석기법을 이용하여 고준위폐기물에서 발생하는 열에 의한 처분용기 및 벤토나이트 버퍼, 처분동굴을 포함하는 복합구조물의 온도분포 변화를 구하였다. 특히 처분 후 500년의 처분시간 경과에 따른 복합구조물의 온도분포 해석을 수행하여 온도분포 변화를 구하였다. 시간에 따른 온도분포 변화에 대한 해석결과를 분석한 결과 처분장 각 구성부분별로 차이는 있으나 처분초기부터 구성부분별로 각각 다르게 온도가 증가하는데 가장 늦은 부분은 150년까지 완만하게 온도가 증가하다가 그 이후에는 온도가 서서히 감소하는 것으로 나타났다.

일반적으로 철근콘크리트 슬래브는 콘크리트 재료의 열적특성에 의해 높은 수준의 화재 저항 성능을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존연구에 따르면 중공슬래브의 열적거동은 일반 슬래브와 상이한 것으로 보고되고 있으며, 이는 중공슬래브 내부에 형성된 공기층 때문인 것으로 판단된다. 따라서 슬래브 내부의 공기층을 고려하지 못하는 기존의 방법을 통해서 화재 시 중공슬래브의 내부온도를 추정하는 것은 어려울 것으로 판단된다. 본 연구에서는 화재 시 중공슬래브의 내부온도 분포를 산정하기 위한 수치해석 모델을 제안하고 이를 평가하였다. 기본적으로 화재 시 슬래브의 열전달은 전도, 대류, 복사 등을 통해 발생하며, 이를 기반으로 시간에 따른 슬래브 내부 단면 온도분포를 산정하게 된다. 이에 본 연구에서는 슬래브를 유한개의 층으로 분할하여 각 층의 온도를 산정하는 유한차분법을 도입한 중공슬래브의 수치해석적 모델을 개발하였으며, 슬래브 내부 공기층에서의 대류 및 복사에 의한 열전달 경로를 고려할 수 있도록 개발하였다. 또한 제안된 모델을 실험결과와의 비교를 통해 검증하였으며, 그 결과 제안된 모델은 화재 시 중공슬래브의 온도변화를 적절히 예측하고 있는 것으로 나타났다.

자원의 효율적 이용 및 폐기물의 자원화를 통해 천연자원의 소비를 감축하고자 환경부에서는 2018년 1월 1일부터 자원순환기본법이 시행된다. 기본원칙으로 폐기물의 발생을 최대한 억제하고 발생된 폐기물에 대해서는 재사용하고 재사용이 곤란한 경우 재생이용하고 둘 다 곤란한 경우에는 최대한 에너지를 회수⋅이용하여 열원(온수, 증기 등) 또는 전기 등의 에너지로 활용하고자한다. 이에 따라 소각시설에서 에너지 생산량에 기여하는 출열 분포의 중요성이 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 사업장폐기물 소각시설을 대상으로 각각의 출열인자별 양을 산정하고 출열분포 특성에 대하여 고찰하고자 한다. 본 연구는 사업장폐기물 소각시설 7개 시설(10개 호기)를 대상으로 진행하였다. 대상시설의 출열항목은 폐열보일러의 설치형태(일체형, 분리형)에 따라 결정하였다. 소각로와 보일러가 붙은 경우를 일체형이라 하고 증기흡수열, 배출가스 보유열, 보일러 방열손실, 소각로 방열손실, 바닥재 배출열, 미연탄소분 열손실, 블로우다운 배출열의 총 7가지 출열항목을 산정하였으며, 소각로와 보일러가 분리되어 있는 경우를 분리형이라 하여 배출가스 보유열, 소각로 방열손실, 바닥재 배출열, 미연탄소분 열손실의 총 4가지 출열항목을 산정하였다. 이를 출열분포를 산정하기 위해 계측기를 이용하여 관련한 데이터를 일별로 수집하였으며, 계측이 되지 않는 항목에 대하여는 직접 측정하여 산정하였다. 출열분포 특성을 살펴본 결과 일체형 보일러를 설치한 소각시설의 경우 증기 흡수열이 출열분포가 큰 것으로 나타났으며, 분리형 보일러를 설치한 소각시설은 배출가스 보유열이 가장 많이 차지하는 것으로 나타났다.

We studied the distribution of air temperature using the high density urban climate observation network data of Daegu. The observation system was established in February 2013. We used a total of 38 air temperature observation points (23 thermometers and 18 AWSs). From the distribution of monthly averaged air temperatures, air temperatures at the center of Daegu were higher than in the suburbs. The daily minimum air temperature was more than or equal to 25℃ and the daily maximum air temperature was more than or equal to 35℃ at the elementary school near the center of Daegu. Also, we compared the time elements, which are characterized by the diurnal variation of surface air temperature. The warming and cooling rates in rural areas were faster than in urban areas. This is mainly due to the difference in surface heat capacity. These results indicate the influence of urbanization on the formation of the daily minimum temperature in Daegu.

우리나라는 반도체, 철강, 자동차, 선박 등의 제조업을 토대로 경제규모를 성장시켜왔으며, 성장에 비례하여 에너지 수입 의존도 또한 증가했다. 현재 우리나라는 에너지의 95% 이상을 수입하여 사용하고 있는 에너지 다소비 국가로써 2013년 기준 제조업 원자재의 전체 수입량은 하루 평균 약 1조원에 이르는 것으로 집계되었다. 하지만 국내에서 발생되는 폐기물의 약 50% 이상이 에너지 회수에 이용될 수 있음에도 불구하고 단순히 소각 및 매립으로 처리가 되고 있어 에너지 다소비 국가의 현실과는 대조적인 폐기물처리가 이루어지고 있음을 알 수 있다. 이에 환경부는 ｢자원순환기본법(2018.01.01. 시행)｣을 마련하여 폐기물의 에너지화를 계획하고 있으며, 이와 관련해 소각으로부터 발생되는 열원, 온수, 증기 등의 에너지를 최대한 활용하여 그 효율에 따라 폐기물처분부담금을 감면해주는 방안을 구상하고 있다. 따라서 소각시설의 열에너지 회수효율 산정 및 산정을 위한 주요인자들의 과학적인 접근방법이 요구되었으며, 이에 본 연구에서는 열에너지 회수효율의 주요인자인 저위발열량 및 출열항목에 대하여 산정하고, 산정된 저위발열량 결과와 각 시설의 저위발열량 설계 값 및 발열량계측정값을 비교하여 타당성에 대하여 검토하고자 한다. 본 연구는 1차(2016.05.09.~2016.08.31.) 7개 시설(8호기), 2차(2016.09.05.~2016.10.30.) 4개 시설(9호기)로 진행하였으며, 대상 시설의 선정은 폐기물의 종류, 보일러의 설치형태, 소각로의 형태를 고려하여 선정하였다. 열에너지 회수효율의 산정을 위한 계측항목에 관련한 데이터를 일별로 수집하였으며, 계측 외 항목은 직접 측정하여 저위발열량 및 출열항목 등을 산정하였다. 대상 시설의 저위발열량 산정결과는 1차의 경우 2,776.6~3,881.4kcal/kg, 2차의 경우 1,921.5~5928.7kcal/kg으로 분포되는 것으로 나타났으며, 2차 대상시설 중 저위발열량 결과 값이 5928.7kcal/kg으로 산정된 시설의 경우 사업장폐기물 소각시설로 지정폐기물 투입비율이 100%인 것으로 나타났다. 연구결과, 지속적인 데이터 수집을 통해 출열항목을 산정하여 열에너지 회수효율을 극대화 시킬 방안을 마련해야 하며, 또한 과학적 근거를 수반한 저위발열량 산정방법을 마련해야 할 것으로 판단된다.

현재 국내의 주된 폐기물 처리 방식은 발생억제(Reduce), 재이용(Reuse), 재활용(Recycle)을 통한 물리적인 처리방식으로써 대량으로 발생하는 폐기물을 효율적으로 처리하기에는 한계가 있다. 이에 폐자원 에너지화(Recovery) 개념의 도입으로 폐기물의 단순한 처리가 아닌 효율적인 에너지 자원으로 활용함으로써 자원순환사회를 구축하기 위한 정책적 방안이 마련되었으며, 구체적인 방안의 하나로 2018년 1월 1일부터 시행되는 자원순환기본법을 통하여 소각시설에 발생되는 열에너지를 적극적으로 활용할 예정이다. 따라서 소각시설로부터 실질적으로 회수되어 사용되는 에너지의 정확한 수치화가 요구되었으며, 현재 국내에서 운영 중인 소각시설을 대상으로 시범사업을 진행하여 소각열에너지 회수･사용률의 실증에 노력을 기울이고 있다. 이에 본 연구에서는 폐자원에너지 회수･사용률 산정에서 가장 중요하게 작용되는 저위발열량을 도출하기 위한 핵심요소인 출열항목을 실측하여 소각열에너지 회수･사용률 산정을 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 본 연구에서는 현재 운영 중인 생활폐기물 소각시설 2곳(A, B 소각시설)의 3개 호기와 사업장폐기물 소각시설 5곳(C, D, E, F, G 소각시설)의 5개 호기를 대상으로 5월부터 16주 동안 TMS 데이터 수집과 현장측정 및 시료분석을 병행하였으며, 종합적인 결과 값을 환경부 고시 제 2015-251호 폐자원에너지 회수･사용률 산정방법에 대입하여 소각로에서 발생되는 각각의 출열항목을 산출하였다. 또한 산출된 결과를 종합하여 생활폐기물 소각장과 사업장폐기물 소각장의 출열분포를 비교하여 보았다. 소각시설의 출열항목의 산정결과, 생활폐기물 소각시설 3개 호기의 출열 총합은 A시설 1호기가 13.54GJ/ton, 2호기가 14.12GJ/ton으로 산정되었으며, B시설 1호기는 12.72GJ/ton으로 산정되었다. 이 중 가장 높은 비율을 차지하는 출열항목은 증기 흡수열로 A시설 1호기는 9.57GJ/ton, 2호기는 9.82GJ/ton, B시설 1호기는 9.77GJ/ton을 차지하여 평균 72%의 분포를 보이는 것으로 나타났다. 또한 사업장폐기물 소각시설의 출열 총합은 C시설 16.65GJ/ton, D시설 15.48GJ/ton, E시설 13.35GJ/ton, F시설 12.49GJ/ton, G시설 11.79GJ/ton으로 산정되었으며, 사업장폐기물 소각시설 또한 생활폐기물 소각시설과 동일하게 증기 흡수열이 평균 65%의 분포를 보여 가장 높은 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 연구결과, 지속적인 시범사업을 통해 실측값을 축적하여 소각열에너지 회수･사용률 제고를 위한 연구 등의 기초자료로 활용하여야 할 것으로 판단된다.

The occurrence of heat waves estimated on historical runs of climate change was compared to that on reanalysis data from 1981 to 2005. Heat waves in the future then were predicted on the basis of climate change scenarios from 2006 to 2100. For the past period, the heat wave days predicted from the climate change scenarios data overestimated and than those by the reanalysis data. For the future period, the heat wave days increased until the mid-21st century and then stay stagnant by the RCP 2.6 scenario. However, the yearly heat wave days steadily increased until 2100 by the RCP 8.5 scenario. The synoptic cause of the most severe year of the heat wave days was analyzed as a strong high pressure developed around the Korean peninsula. The high pressure under the RCP 2.6 scenario was caused by the high level jet stream in the border area between China and Russia, whereas the high pressure under the RCP 8.5 scenario was caused by the strong high level jet stream and pressure ridge in the East Sea.

The purpose of this research was to three-criteria landuse-pattern, developing density, NDVI which were related to the heat island and find the distribution characteristic of urban surface temperature and urban heat island effects. The results of this study were as follows. According to the analysis of surface temperatures, the first grade was the outside-city like a mountain and its temperature was less than 12.18℃. The fifth grade was the downtown industrial area and its temperature was more than 23.54℃. It means Daegu-Metropolitan-City has the serious heat-island effect. the results of landuse pattern analysis, in case of fifth and forth grade, city area was occupied over 90% with residential, commercial and industrial areas, but in case of third grade, openspace was occupied over 70%. The results of developing density analysis, the temperature had high correlation with building ratio, road ratio, vegetation ratio and etc. To plan for the decrease of heat island effect needed the extension of green space, decrease of paving, but there was a limit to get the objective method for grade classification because of lacking in the basic data, the research of criteria will be accomplished continuously.

Urban atmospheric conditions are usually settled as warmer, drier and dirtier than those of rural counterpart owing to reduction of green space and water space area, heat retention in surfaces such as concrete and asphalt, and abundant fuel consumption. The characteristics of urban climate has become generally known as urban heat island. The purpose of this study is to investigate the temporal and spatial distribution of the heat emission from human activity, which is a main factor causing urban heat island. In this study, the anthropogenic heat fluxes emitted from vehicles and constructions are estimated by computational grid mesh which is divided by 1km×1km. The anthropogenic heat flux by grid mesh can be applied to a numerical simulation model of the local circulation model. The constructions are classified into 9 energy-consumption types - hospital, hotel, office, department store, commercial store, school, factory, detached house and flat. The vehicles classified into 4 energy-consumption types - car, taxi, truck and bus. The seasonal mean of anthropogenic heat flux around central Daegu exceeded 50W/m2 in winter. The annual mean anthropogenic heat flux exceeded 20W/m2. The values are nearly equivalent to the anthropogenic heat flux in the suburbs of Tokyo, Japan.