• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.10
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• pp.8-14
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• 2017

Improvements in the standard of living and lifestyle have led to increased sales of frozen milk products, such as soft ice cream or slush. These frozen milk products are commonly made in a small refrigeration machine. In a soft ice cream machine, the freezer is composed of a concentric cylinder, where the refrigerant flows in the annul us and the ice cream is made in the cylinder by a rotating scraper. In this study, an optimization and performance evaluation were conducted on a soft ice cream machine having a freezer volume of 2.8 liters. The optimization was focused on the scraper rotation speed and the refrigerant path of the freezer. The measurements included the temperature, pressure and consumed power. At the optimized speed of 124 rpm, ice cream was produced in 6 minutes and 2 seconds, and the COP was 0.90. Through a flow visualization study using air-water, the refrigerant path was improved. The improved design reduced the ice cream making time significantly. The present results may be used for the optimization of other refrigeration cycles, including those of frozen food products.

• Clean Technology
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• v.14 no.4
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• pp.265-270
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• 2008

In this study, the flow and heat transfer of the aligned pin-fin array of the air cooling module for electronic packaging application were numerically analyzed with various fin shapes. The geometric cross-sectional shapes of pin-fins considered in this study were ellipse, wing and circle. The fins had same cross-sectional area and height, but they had different surface areas. As the results, the surface area, the heat transfer coefficient, and the heat transfer performance of pin-fins greatly depended on their shapes. Of the three types of pin-fins, the wing type pin-fin with suitable shape produced the best heat transfer performance. This result implies that the cooling capacity of the pin-fin cooler can be significantly enhanced only by the change of fin shape without increasing air flow-rate or fin density.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.29 no.4
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• pp.48-54
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• 2000

자성재료에 자기장을 걸어주변 가열되고 자기장을 제거하면 냉각되는 성질이 있는데, 이를 자기열량효과(magnetocaloric effect)라고 하며, 이것을 이용해서 저온을 생성시키는 방법을 자기냉동(magnetic refrigeration)이라고 한다. 큐리 온도(Curie temperature) 부근의 강자성체에 자 기장이 가해지면 전자례도내에서 쌍을 이루지 않은 전자들의 자기모벤트들이 자기장에 평행 하게 배열되는데, 이로 인해 열역학적 무질서의 척도인 엔트로피는 낮아지고 이러한 손실을 보상하기 위해 재료의 온도가 올라가게 된다.반대로 자기장이 제거되면 자기모벤트가 본래의 무질서한 상태로 돌아오며, 엔트로피가 증가하 고 재료의 온도는 떨어지게 되는 것이다. 역사적으로 보면 1881년에 Warburg가 큐리온도 부근의 철에서 자기열량효과를 처음 발견하였으며. 1926년과 1927년에 Debye와 Giauque가 각각 단열소자볍 (adiabatic demagnetization)을 제안함으로써 실용화되기 시작하여 주로 극저온을 얻는 방법으로 이용되어 왔다. 1950년도 이전의 연구는 절대온도 영도(OK)에 도달하고 자 하는 순수과학적인 노력으로서 개방사이클(open cycle)을 이용한 단열냉각 방식을 추구하 였으나, 1950년 이후부터는 공학적인 응용을 목적으로 밀폐사이클(closed cycle)을 형성하는 자기냉동기에 관한 연구가 진행되었다. 1976년에 Brown은 희토류(rare earth) 금속인 가돌리늄(Gd)을 사용하여 유체(물 80%와 에틸 알코올 20%)를 재생시킴으로써 상온에서 작동 하는 자기냉동기를 보고한 바 있다. 그는 7 T의 큰 자장을 이용하였으며, 고온부와 저온부의 온도는 각각 $46^{\circ}C와\;-1^{\circ}C로서\;47^{\circ}C$의 온도간격을 얻었다. 자기냉동에 있어서의 또 하나의 중요한 진전은 1978년과 1982년에 Steyert와 Barclay에 의해서 능동자기재생기(active magnetic r regenerator)의 개념이 소개되고 개발된 것으로, 이는 자성재료가 냉매로서 뿐만 아니라 열전달 유체의 재생기로도 사용되는 방식이다. 이상과 같은 자기냉동기술의 발달에 이어서 1997년에 미국의 Astronautics사(Wisconsin주 Madison시 소재)와 Ames 연구소(Iowa주 Ames 시 소재)의 공동연구팀이 발표한 두 가지의 새로운 진전으로 인해 공기조화 및 냉동분야에 적용할 수 있는 자기냉동기의 실용화 가능성이 한층 높아졌다. 이들의 연구결과는 (1) 자기냉동이 실온에서도 실현 가능한 기술이며 증기압 축식 냉동에 필적할 만하다는 것을 보인 것과 (2) 이미 알려져 있던 자기냉동재료보다 자기 열량효과가 훨씬 큰 새로운 재료를 발견한 것이다. 이로써 자기냉동에 대한 관심과 기대가 한결 커지고 있다. 본 원고에서는 자기냉동의 원리가 되는 자기열량효과와 이를 이용한 자기냉동의 방법 그리고 최근에 이루어진 새로운 진전에 대해 소개하고 공기조화 및 냉동분야에의 적용 가능성을 전망해 보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.9-9
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• 1998

가스터빈 연소기의 난류유동장을 구성하는 기본적인 유동형태는 크게 밀폐관내의 돌연 확대를 가지는 동축제트, 선회유동, 그리고 연소공기공 및 회석공기공을 통해 연소실에 수직방향으로 유입되는 제트유동 등으로 분류할 수 있다. 실제 가스터빈 연소기내의 난류유동장을 수치해석하기 위해서는 임의의 형상을 갖는 3차원 유동장을 모사할 수 있는 수치해석법과 고차정확도를 유지하면서도 수렴안정성을 만족시키는 대류항 처리기법 등과 같은 수치모델의 개발이 선행되어야 하며, 이와 함께 복잡한 난류연소유동장을 정확히 묘사할 수 있는 난류모델 및 난류연소모델의 개발 및 검증이 가장 중요한 요인이 된다. 또한 가스터빈 연소기의 최적 설계는 넓은 작동구간에서 높은 효율, NOx 및 CO 배기량의 저감, 희박연소 가연한계의 확장, 연소계통에서의 낮은 압력강하, 낮은 연소벽면온도와 온도구배를 유지시키기 위한 공기에 의한 충분한 냉각 같은 서로 상충되는 설계조건을 만족해야 한다. 그리고, 이러한 상충된 연소설계조건들을 충족시키는 최적 연소기의 설계를 위해서는 실험적인 연구뿐만 아니라 연소기내의 물리적인 현상을 잘 반영할 수 있는 물리적 모델을 바탕으로 한 연소유동의 해석적인 연구를 필요로 한다. 본 연구에서는 원통형 가스터빈 연소기의 등온 및 연소유동장, 그리고 연소기와 연결되는 Scroll 내부의 난류유동장에 대한 수치해석을 수행하여 수치 및 물리모델의 예측능력을 검증하였고, 가스터빈 연소유동장 해석에 관련된 중요 논점들에 대하여 심도있게 분석하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.5
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• pp.413-421
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• 2014

Desiccant cooling system is an air conditioning system that uses evaporative cooler to cool air and it can perform cooling by using heat energy only without electrically charged cooler. Thus, it can solve many problems of present cooling system including the destruction of ozone layer due to the use of CFC[chloro fluoro carbon] affiliated refrigerants and increase of peak power during summer season. In this study, cooling performance and exergy analysis was conducted in order to increase efficiency of desiccant cooling system. Especially, using exergy analysis based on the second law of thermodynamics can resolve the issue related to system efficiency in a more fundamental way by analyzing the cause of exergy destruction both in whole system and each component. The purpose of this study is to evaluate COP[coefficient of performance], cooling capacity and exergy performance of desiccant cooling system incorporating a regenerative evaporative cooler in various regeneration temperature and outdoor air conditions.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.27 no.6
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• pp.1007-1013
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• 2003

As environmental restriction kas continuously become more strict, machining technology has emphasized on development of environment-friendly technology. In cutting technology, it has been well recognized that cutting fluids might have undesirable effects on workers health and working environment. In this study, compressed cold air was used as a replacement for conventional cutting fluids. The cooling effect on cutting tool was analyzed using the finite element method and the computational fluid dynamics. This study focused on the temperature simulation of cutting tool by real flow analysis of cold air. The maximum flow rate and the minimum temperature of compressed cold air are 300ι/min and -30$^{\circ}C$ respectively. To compare the simulation and experimental results, inner temperature of the cutting tool was measured with the thermocouple embedded in the insert. The results show that the analysis of cutting temperature using FEM and CFD is resonable, and the replacement of cutting fluid with cold air is available.

• Journal of the KSME
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• v.35 no.7
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• pp.638-646
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• 1995

직접접촉 얼교환 기술은 냉각탑, 접촉급수 가열기 및 공기분리기 등과 같은 장치에 예전부터 이용되어 왔는데, 그 주요한 적용이유는 가열유체와 수열유체의 사이에 일어나는 전열이 일반 열교환기와는 달리 고체벽(금속 열전달표면)을 통과하지 않고 열교환을 함으로써, 종래의 열교 환기에 비하여 상대적으로 설비의 간단화, 부식 및 스케일 부착문제가 경감됨에 따른 적은 유 지보수비 및 높은 열전달률을 얻을수 있는 이점이 있으며, 저 온도차에서의 효율적인 사용이 가능하기 때문이다. 이 글에서는 직접접촉응축 현상의 장점을 이용하는 직접접촉식 교환기의 구조와 형태, 그리고 그 응용분야에 대해서 알아보고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.25 no.5
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• pp.368-376
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• 2005

Coolant rubber hoses for automobile radiators can be degraded and thus failed due to the influence of contacting stresses of air and coolant liquid under thermal and mechanical loadings. In this study, for EPDM(ethylene-propylene diene monomer) rubber conventionally used as a radiator hose material the aging behaviors of the skin part due to thermo-oxidative and electro-chemical stresses were nondestructively evaluated. Through the thermo-oxidative aging test, it was shown that the surface hardness IRHD(International Rubber Hardness Degrees) of the rubber increased with a considerable reduction of failure strain. On account of the penetration of coolant liquid into the skin part the weight of rubber specimens degraded by electro-chemical degradation(ECD) test increased, whereas their. failure strain and IRHD hardness decreased largely. The penetration of coolant liquid seemed to induce some changes in inner structure and micro hardness distribution of the rubbers. Consequently, EPDM rubbers degraded by thermo-oxidative aging and ECD could be characterized nondestructively by micro-hardness and chemical structure analysis methods.

• Journal of Energy Engineering
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• v.14 no.4 s.44
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• pp.232-240
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• 2005

In this study, the IAEA Benchmark problems far HTR-10 and HTTR RCCS were assessed in order to assess the applicability of MARS code, a thermal-hydraulic safety analysis code developed for water reactors. The calculated results were compared with those or THERMIX, THANPACST2 code, and available experimental data. The calculated results showed generally good agreements with those obtained by the THERMIX code and THANPACST2 code. Deviations were analyzed to be originated from the simplification of complicated geometry and from the modeling capability of heat transfer characteristics in the HTGR components such as water cooler and air tooler. Especially, it was found that the radiation heat transfer in the reactor cavity played an important role in the after heat removal in the RCCS. Thus, it is concluded that MARS code can be successfully applied to the calculation of the RCCS cooling capability of the HTGR in this study.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.19 no.6
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• pp.73-77
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• 2019

In this paper, the heat pump system was designed using heat absorption of the refrigerant or condensation heat. The cooperation system has been developed to pass a heat source of low temperature to a high temperature or to pass the heat source of high temperature to a low temperature. Heat pump for using the valve as a function of switching a condenser and an evaporator in a refrigerating cycle. As a result, heat pump system was developed by air source method. Therefore cooperating system for energy saving to solve at the same time as the cooling and heating by system of one was equipped.