• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.88-98
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• 2016

여름철이 무더운 대한민국에서는 냉방에 많은 전력을 소비한다. 이 경우 간접증발냉각을 동시에 적용하면 전기 사용을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 물 퍼짐성을 개선한 플라스틱/종이 재질의 간접 및 재생증발소자에 대해 일련의 실험을 수행하였다. ${\epsilon}-NTU$ 방식의 열 및 물질전달 해석 모델과 비교한 결과 모델의 예측치는 간접 및 재생증발소자의 간접증발효율, 냉각열량, 압력손실을 적절히 예측하였다. 모델 해석 결과 간접 및 재생증발소자 모두 건채널 입구온도와 상대습도가 증가하면 간접증발효율이 증가하였다. 또한 재생증발소자의 간접증발효율이 간접증발소자의 값보다 크게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5317-5322
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• 2013

본 연구에서는 ${\epsilon}$-NTU 방법을 사용하여 $CO_2$ 히트펌프 가스쿨러의 열전달 성능을 해석하였고, 공개된 실험결과와 비교하였다. $CO_2$ 히트펌프 가스쿨러의 열전달률, 냉매측/순환수측 출구온도를 EES로 계산하였다. 해석은 시험부를 하나의 구간으로 설정하여 냉매와 순환수측 입출구의 평균온도를 물성치로 적용한 평균해석과 시험부를 50구간으로 나누어 각 구간에서의 출구온도를 다음 구간의 입구온도로 사용한 국소해석으로 진행되었다. 실험결과로부터 평균해석보다는 국소해석의 결과가 실험값을 더 만족하였으며, 열전달률은 0.3~1.1%, 순환수측 출구온도는 1.31~1.88%, 냉매측 출구온도는 3.12~5.18% 정도의 오차를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.23-30
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• 2016

본 연구에서는 길이 4.5 m와 7.5 m의 다중관 $CO_2$ 급탕 열교환기의 열전달 및 압력강하 특성을 ${\epsilon}-NTU$ 방법을 사용하여 해석하고 결과를 기존의 실험 데이터와 비교하였다. 급탕 열교환기는 쉘측에 물이 흐르고 8개로 구성된 내부 튜브에 $CO_2$를 흐르게 하였으며 열전달 효율을 최대화하기 위하여 대향류로 설계하였다. 각 노드에 대한 물과 $CO_2$ 냉매의 유동에 대한 에너지 평형 방정식은 단면분할법을 이용하여 해석하였다. 열전달율 계산값은 실험값과 ${\pm}5%$ 범위 내에서 잘 일치하였다. 반면에 물의 출구온도는 물 유량이 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하며 계산값과 실험값은 ${\pm}3%$ 내에서 일치하였다. 결과에서 열전달율은 4.5 m와 7.5 m 급탕 열교환기 모두 물 유량 또는 $CO_2$ 입구온도가 증가함에 따라 거의 선형적으로 증가하였으며, 반면에 물 유량이 증가함에 따라 물의 출구온도는 선형적으로 감소하였다. $CO_2$ 압력강하 계산값과 실험값은 $CO_2$가 고유량일 때 5 % 내에서 잘 일치한 반면에 $CO_2$가 저유량일 때 실험값이 약 20 % 높게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.732-739
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• 2016

여름철이 무더운 대한민국에서는 냉방에 많은 전력을 소비한다. 이 경우 간접증발냉각을 동시에 적용하면 전기 사용을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 플라스틱/종이 재질의 U형 직교대향류 간접증발소자를 개발하고 그 성능을 기존의 직교류소자와 비교하였다. 시료의 크기는 $500mm{\times}500mm{\times}1000mm$이었다. 직교대향류 소자의 간접증발효율은 직교류 소자의 간접증발효율보다 6~21% 크고 그 차이는 전방 풍속이 증가할수록 증가하였다. 이는 직교대향류 소자의 크기가 크고 (대향류의 2배) 직교 대향류의 유용도가 직교류의 유용도보다 크기 때문이다. 직교대향류 소자의 압력손실은 직교류 소자의 압력손실보다 2배 가량 컸다. 습채널의 압력손실도 건채널보다 51~66% 컸다. ${\epsilon}$-NTU 방식의 해석 모델은 실험 데이터를 ${\pm}10%$ 이내에서 예측하였다. 직교대향류 소자를 사용하였을 때 절약되는 전기에너지는 직교류 소자의 값보다 크고 그 차이는 풍속이 증가할수록 증가하였다. 하지만 직교대향류 소자의 크기가 직교류 소자에 비하여 2배 크므로 원가의 상승과 분무수 사용량의 증가가 예상된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.923-932
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• 2011

본 연구에서는 복합화력발전소 가스터빈 출구가스 안내덕트 내부의 가스유동장이 배열회수보일러 전열기구에 미치는 영향을 CFD기법을 이용하여 분석하였다. 안내덕트 내부 난류흐름의 경우, 유속의 편차가 크고 선회 효과 및 상승류 현상이 심한 특징을 가지고 있음으로 이와 같은 유동의 수치해석을 위해 2개 방정식 난류점성 모델 중 RNG k-${\epsilon}$ 모델을 사용하였으며 유동장의 영향을 가장 많이 받는 배열 회수보일러 최종과열기관의 열전달특성변화를 파악하기 위하여 NTU 방식을 이용한 수치해석결과와, 산업계에서 적용하는 설계기법에 의한 결과를 비교하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제5권1호
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• pp.35-43
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• 2001

Heat exchangers are called with important devices which have been widely used in industrial fields. Therefore, the design method for a heat exchanger is an important study in the aspect of energy saving. In this study, performance analyses for two types of plate and shell heat exchangers having a corrugated trapezoid shape of a chevron angle with $45^{\circ}$, were executed and compared with experiments. For this study, the operation liquids were adopted with non-phase changing water. In the analysis, ${\epsilon}-NTU$ method was used for a plate and shell heat exchanger and a program was constructed. Independent variables for a plate and shell heat exchanger are flow rate and inlet temperature. Compared with experimental data, the accuracy of the developed are ${\pm}2.5%\;and\;{\pm}5%$ at the type A and type B in the heat transfer rate, respectively. In the pressure drop, the accuracy of the proposed program for a plate and shell heat exchanger is within ${\pm}3%$ and 5% error bounds for the type A and type B, respectively.

• 설비공학논문집
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• 제18권3호
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• pp.193-201
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• 2006

Thermal performance model was developed for a cross-flow aluminum heat exchanger with relatively short passage. Appropriate heat transfer coefficient and friction factor equations for laminar channel flow were obtained considering developing regions. The heat exchanger was analyzed using the unmixed cross-flow ${\epsilon}$-NTU relationship considering leak-age between streams. Thermal contact between corrugations and plates was also considered. Tests were separately conducted for two samples - one made of non-treated aluminum sheets, and the other made of varnish-treated ones. The samples were made by stacking corrugations and plates one after another. The model adequately predicted the thermal performance and pressure drop of the non-treated heat exchanger. The thermal performance of the varnish-treated one was $7{\sim}12%$ overpredicted, and the pressure drop of the varnished-treated heat exchanger was $5{\sim}15%$ underpredicted. The air leakage ratio of the non-treated heat exchanger was $23{\sim}26%$. The ratio decreased to less than $10%$ with the varnish treatment.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제4권1호
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• pp.49-56
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• 2016

본 연구에서는 설계 인자가 지표수 열교환기 길이에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 수직 밀폐형 지중열교환기와 지표수 열교환기를 같이 이용한다고 가정한 후, 지중 순환수의 온도 변화를 분석하였다. 지표수 열교환기 출구 온도와 연못 온도의 차이를 크게 하면, 열교환기 파이프 길이는 줄어들었다. 아울러 연못 온도가 높을수록 파이프 길이는 감소하지만, 파이프 바깥지름의 영향은 상대적으로 적었다. 또한 파이프 두께가 얇을수록 전도 열전달에서 열저항의 영향이 감소하기 때문에 파이프 길이는 감소하였다. 수직 밀폐형 시스템에 지표수 열교환기를 추가 적용하면, 지중열교환기 순환수 온도는 시간이 지날수록 감소하였다.