• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.191-197
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• 2014

콘덴싱 보일러에 이용되는 공기 예열 열교환기에서의 열전달을 향상시키기 위해 전열면에 플라즈마 표면처리가 응축열전달에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 연구 결과 표면처리를 한 친수성 평판이 원판보다 약 10%의 열전달 증진을 보여주었다. 원판과 친수처리 평판에서 측정한 응축 열전달 계수를 Shah 상관식과 비교해 본 결과 Shah 상관식이 원판에서 측정한 응축 열전달 계수를 10% 오차 범위로 잘 예측하는 것으로 나타났다. 따라서, 원판을 이용한 공기예열 열교환기를 설계할 때 Shah 상관식이 이용될 수 있음을 본 연구에서 알 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.141-146
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• 2002

폐가스-공기 열교환 방식의 열교환기는 각종 산업용 요ㆍ로나 보일러 등에서 배출되는 폐열을 예열공기로 회수하여 연소용공기로 사용하는 에너지 절약방법으로 현재와 같이 고유가가 지속되고, 전 세계적인 공업화에 의한 고도성장과 생활수준의 향상에 따른 에너지 수요 증가, 에너지자원의 매장량의 한계 및 지역적 편중, 산유국이 밀집되어 있는 중동지역의 불투명한 정세를 미루어 볼 매 석유수급, 고유가의 불안요인은 더욱 증가할 것으로 추정된다.(중략)

• 자원리싸이클링
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• 제24권2호
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• pp.3-12
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• 2015

본 연구에서는 급수예열기 및 공기예열기 등의 열교환장치의 구조 및 재질에 따른 열회수율 및 파울링 발생량 특성에 대해 조사하였다. 열교환기는 석탄화력발전소에서 일반적으로 구성된 급수예열기와 공기예열기를 대상으로 하였고, 소형소각로를 제작하여 모사실험을 수행하였다. 24시간동안 미분탄을 연소하면서 파울링 발생 및 열회수율의 변화를 관찰하였는데, 급수예열기의 구조에 따른 파울링 발생량은 핀(FIN) 튜브형 > 튜브 연결형 > 파이프형 > 자동세정형의 순서로 발생량이 많았으며, 그에 따른 열회수율은 핀튜브형 > 자동세정형 > 파이프형 > 튜브연결형 순으로 높게 나타났다. 공기예열기의 경우에는 구조에 따라 핀(FIN)튜브형 > 핀(FIN)판형 > 파이프형 > 테프론 파이프형 > 세라믹 파이프형 순으로 파울링 발생량이 많았으며, 열회수율도 같은 순서로 높게 나타났다. 재질의 내구성, 내산성, 내열성 등을 고려하여 세라믹이나 테플론 코팅을 할 경우에는 파울링량을 감소시킬 수는 있으나, 열회수율이 낮게 나타나 비효율적이었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.557-562
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• 2003

산업체 소각로의 고온 배가스에는 소각물질의 특성에 따라 다양한 성분의 오염물질이 함유되어 있다. 고온 소각배가스의 후처리를 위하여 배가스냉각용 열교환기가 사용되고 있다. 그러나, 소각로 열교환기의 입구와 전열면에 파울링 현상이 발생하여 열교환기의 전열성능이 감소하고 또한 심한 경우, 유로면적이 줄어들어 통풍저항이 증대된다.(중략)

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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• pp.179-186
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• 2008

현재 대부분의 산업용 열기관은 효율을 높이기 위하여 연소에 사용되는 공기를 예열하는 방법을 사용한다. 하지만, 산업용 열기관에서 평균적으로 발생되는 $1000^{\circ}C$ 이상의 배기가스는 일반 금속 열교환기에는 적합하지 않다. 이에 반해 세라믹 열교환기의 경우 고온에서 견디는 장점이 있다. 본 연구에서는 기본적인 열교환기 설계 이론을 이용하여 설계프로그램을 제작하였다. 또한 세라믹 열교환기 내 열 유체 거동을 CFD 상용코드인 FlUENT 6.2를 이용한 전산해석을 수행하여 설계결과를 비교 검증하였다. 설계 결과에서 휜의 형태 변화에 따라 열전달율과 온도구배는 무시할 수 있을 정도로 작았으나, 압력강하는 크게 변동되는 결과가 도출되었다. 제한된 모듈 크기에서 휜 간거리는 휜의 두께에 비해 약 3배 이상 클 경우가 적당하며, 판(plate)의 두께는 작을수록 압력손실이 적고, 열전달율이 상승하지만 두께가 너무 얇게 된다면 제작상의 어려움이 생긴다. 향후 연구에서는 단순한 구조에서 벗어나 off-set이나 판형구조를 고려하여 설계함으로서 열전달 면적을 넓히거나 난류유동을 발생시켜 열전달율을 높이는 연구를 진행 할 필요가 있다.

• 설비공학논문집
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• 제9권4호
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• pp.517-526
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• 1997

This study is focused on the development and selection of the optimal cool tube system to maximize its thermal performance. Cool tube is devised to reduce the heating and cooling load of building by preheating or refreshing of intake air with buried pipes. Finite volume method is adopted to solve the conduction problem between the cool tube and earth. We examine the cool tube system for two operating periods, a short term(12 hours) and a long term(3 months). The results of short term operations reveal that condensation significantly influences and raises the exit air temperature. For long term operations, optimum conditions of cool tube system are obtained with variations of flow-rate, depth, length and diameter of cool tube.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.545-552
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• 2017

본 연구에서는 1 kW급 가정용 열병합 시스템의 원동기로 설계된 스털링 엔진의 고온 열교환기에 대하여 Fin 길이, 간격, 각도 등을 조정한 새로운 형상 및 기존 형상에 대하여 수치해석을 수행하여 형상 개선에 따른 성능 향상을 확인하였다. 형상을 개선하는 과정에서 고려하지 않았던 공기예열기를 포함하여 수치해석을 수행한 결과 실린더 헤드 부분에서 음의 열유속이 발생하는 현상이 관찰되었다. 배가스 온도 및 연소실 벽면 온도를 분석하여 이 현상을 규명하였다. 다음으로 이상적인 사이클을 가정하여 형상 개선에 의한 열전달량 증가가 열역학적 사이클 및 시스템 성능에 미치는 영향을 예측하였다.

• 에너지공학
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• 제12권3호
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• pp.223-230
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• 2003

본 연구에서는 제철소의 슬러지 소각로 배가스의 냉각을 위한 열교환기에서의 가스측 파울링 현상의 측정 및 분석에 대한 연구를 수행하였다. 소각로 배가스는 열교환기의 수직 전열관을 통과하면서 냉각되며 동시에 연소용 공기를 예열한다. 이러한 열교환기의 파울링은 주로 열교환기 입구에 발생하여, 본 연구에서는 열교환기의 입구 형태와 비슷한 형상의 오염다공판을 사용하여 슬러지 소각로 배가스의 파울링 현상을 측정하였으며, 부착분진에 대한 특성분석을 수행하였다. 분석 결과, 분진 부착율은 온도와 분진성분 및 분진크기에 영향을 받으며, 또한 오염다공판의 위치에 따라 부착형태가 다르게 나타났다. 또한 전산 해석을 통하여 오염다공판의 구멍 크기에 따라 분진부착율이 변하는 것을 알 수 있었다. 그리고 오염다공판을 사용하여 다관식 원통형 열교환기의 입구에서의 파울링 특성을 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.121-127
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• 2023

본 연구에서는 질소화합물을 최적으로 줄일 수 있는 SCR에서 설계 조건과 CFD 해석 결과를 비교해 검토하고자 한다. 이를 위해 보일러의 쉘과 튜브 영역에 대해 설계 기준을 만족하고 있는지 CFD을 이용하여 해석하고 비교하였다. SCR 시스템에서 해석영역은 쉘 측은 가스·공기 열교환기 입구에서 출구까지이고, 튜브 측은 가스·공기 열교환기의 8개 튜브로 설정하였다. CFD 해석을 통해 SCR 시스템의 1차 촉매 면에서 가스의 속도 분포는 2.7%로 설계되었고, NH3/NOx 몰비 분포는 3.7%로 설계 기준을 만족하였다. 또한, 온도 분포의 균일성을 확인하였고 요구 조건인 260℃ 이상을 만족하였다. 촉매에 유입되는 가스의 각도는 2.9도로 설계 조건을 충족하였고, 그리고 발생하는 압력손실도 설계 요구조건을 만족하였다. 이러한 CFD 해석을 통해 각 영역별로 요구되는 설계조건을 만족하여 설계되어 최적으로 운전되고 있음을 확인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제14권4호
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• pp.78-84
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• 1999

A compact air-preheating type heat exchanger was developed and tested for the ultra-high temperature heat recovery applications. For the direct use of exhaust gases up to $1200^{\circ}C$, the heat exchanger adopted a ceramic core with high strength and low thermal expansion coefficient less than $1{\times}10^{-6}^{\circ}C^{-1}$. The ceramic core was fabricated by special extrusion and bonding techniques. To minimize thermal stresses in the core, spring-loaded sealing mechanism was designed and successfully installed. 1-pass air flow scheme was adopted for the compactness and cost-savings. The pressure test for the ceramic core showed no failure under 35 kPa and less than 3% leak under 7 kPa. Flue gas simulation system was developed to investigate the performance of the heat exchanger. The test results showed normal operations of the heat exchanger up to $1200^{\circ}C$ of exhaust gases and relatively high heat recovery efficiencies of 31～39% depending upon exhaust gas temperatures..