• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.554-560
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• 2021

크러드는 원자력 발전소 운전 시 핵연료 표면에 침적되는 철-니켈-크롬 등의 금속 산화물로 이루어진 다공성 물질이다. 그 두께는 수십 ㎛ 수준이다. 발전소의 냉각재상실사고 시 크러드 층은 핵연료-냉각수 열전달에 영향을 미치게 되어 원전 안전성 측면에서 그 영향을 살펴보는 것이 중요하다. 일반적으로 크러드는 열저항으로 인하여 핵연료 온도를 높이는 부정적 효과가 있는 것으로 알려져 있었다. 그 이유는 크러드에 의하여 핵비등, 최소막비등온도, 단상증기 열전달, 임계열유속, 막비등 열전달 등 2상유동 열전달 특성을 고려하지 않았기 때문이다. 본 연구에서는 다공성 크러드 물질의 물성치를 모델링하고 이를 국내 원전안전해석 코드인 SPACE에 탑재하였다. 크러드는 다공성 고체 물질이고 표면이 거칠기 때문에 최소막비등온도와 단상증기 열전달이 증가할 것으로 예상된다. 이에 최소막비등온도와 단상증기 열전달이 최대 피복재 온도 및 급냉에 미치는 영향을 평가하였다. 시험 계산은 기존 FLECHT-SEASET 재관수 실험 장치에 기반으로 수행되었다. 계산결과 최소막비등온도가 상승하여 급냉시간이 줄어들었다. 단상증기 열전달의 경우 약 20% 증가할 때까지는 최대 피복재 온도가 하강하였다. 크러드 층이 원전 안정성 측면에서 긍정적인 효과가 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.891-896
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• 2011

본 연구에서는 사각 마이크로 채널의 열전달 특성을 연구하기 위한 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 시료의 채널 수력직경은 $700{\mu}m$이며, 채널의 개수는 20개이다. 작동유체는 물이며, 작동유체의 입구 온도는 $20^{\circ}C$ 이다. 실험 변수는 Reynolds 수 400 ~ 800 및 열 유속 35 ~ 85 kW/$m^2$ 이다. 결과로, Reynolds 수가 큰 경우일수록 대류 열전달 계수가 증가하는 것으로 나타났으며, 열적으로 완전히 발달 된 영역에 대하여 대류 열전달 계수는 약 4.6 ~ 6.4 kW/$m^2^{\circ}C$로 나타났다. 또한, 사각 마이크로 채널에서의 열적 입구길이는 Reynolds 수가 커지는 경우일수록 길어지는 것을 알 수 있었으나, 열 유속의 변화는 입구길이에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과로 완전히 발달된 유동영역에 대하여 사각 마이크로 채널의 열적 특성을 나타내기 위한 Nusselt 수 상관식을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권3호
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• pp.522-530
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• 2004

Single-phase heat transfer coefficients and pressure drops of R-718 were measured in smooth, horizontal copper tubes with inner diameters of 3.36 ㎜, 5.35 ㎜. 6.54 ㎜ and 8.12 ㎜, respectively. The experiments were conducted in the closed loop, which was driven by a magnetic gear pump. Data are presented for the following range of variables : Reynolds from 1000 to 20000. Single-phase heat transfer coefficients increased by 10∼30 % as the inner diameter of tube was reduced and it was found that a well-known previous correlation, Gnielinski's correlation was not suitable for the small diameter tubes. But the pressure drop in the small diameter tubes have been shown slightly deviations with Blauius' correlation. Based on an analogy between heat and mass transfer. the new heat transfer correlation is proposed to predict the experimental data successfully.

• 설비공학논문집
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• 제14권3호
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• pp.231-239
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• 2002

Experiments on the single phase cooling heat transfer and pressure drop with microfin tubes were performed using water as a test fluid. Experimental data were obtained in the range of Reynolds number 3000 ~40000 and Prandtl number 4-6. The data of microfin tubes presented the characteristics of rough surface tube in pressure drop and heat transfer Experimental data were compared with the heat transfer and friction factor correlations of smooth tubes. Heat transfer enhancements of microfin tubes were lower than pressure drop penalty factors. The helix angle is more significant parameter in both of the pressure drop and heat transfer than the relative roughness. The correlations of Nusselt number and friction factor were suggested for the tested microfin tubes. Maximum deviations between correlations and experimental data were within $\pm15$% for Nusselt number and $\pm10$% for friction factor.

• 에너지공학
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• 제9권3호
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• pp.202-211
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• 2000

본 연구는 다양한 각도를 가지는 와이어코일을 사용하여 관내 단상 열전달 촉진 및 압력강하 특성 실험을 수행하였다. 작동유체는 순수 물과 에틸렌글리콜을 체적비율로 50% 혼합하여 사용하였으며, 시험부 관지름은 11mm와 13.88mm이고, 시험부 길이는 760mm를 사용하였다. 평활관과 와이어코일을 삽입한 열전달촉진관에 대한 관내 열전달계수와 마찰계수는 실험에서 측정한 온도, 유량, 압력강하 값을 기초로 구하였다. 와이어코일에 대한 거친표면해석을 수행하였으며, 그 결과를 거칠기 래이놀즈수에 대한 운동량전송 거칠기함수와 열전달 거칠기함수로 표현하였으며 이에 대한 상관식을 제시하였다. 이 상관식들은 거칠기 레이놀즈수, 코일 각도, 프란틀수의 함수로 표현하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1466-1473
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• 2012

소프트 아이스크림은 환형 증발부의 외측에서 증발하는 R-404A에 의해 형성된 얼음을 스크레이퍼로 깍아내어 제조된다. 본 연구에서는 소프트 아이스크림 증발기의 냉매 측 및 아이스크림 측 열전달계수를 도출하였다. 실험 결과 환형부 내 냉매 유동은 격막에 의해 매우 복잡한 양상을 보이고 열전달계수도 위치에 따라 현저히 달랐다. 즉, 유입위치의 열전달 계수가 다른 부분에 비하여 낮게 나타났다. 냉매측 평균 열전달계수는 열유속의 증가에 따라 또한 포화온도의 감소에 따라 증가하였다. 열유속과 포화온도를 변수로 하여 평균 열전달계수를 예측하는 상관식을 도출하였다. 아이스크림 측 열전달계수는 연속적으로 진동하였다. 이는 스크레이퍼에 의해 관벽의 얼음이 주기적으로 탈착되기 때문으로 판단된다. 아이스크림 원액의 단상 열전달계수는 냉각 기간 중 150 W/$m^2K$에서 250 W/$m^2K$로 증가하였다. 아이스크림 제조 시 열전달계수는 대략 280 W/$m^2K$로 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.425-432
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• 2001

Single-phase heat transfer coefficients and pressure drops of R-22 were measured in smooth, horizontal copper tubes with inner diameters of 3.36 mm, 5.35 mm, 6.54 mm and 8.12 mm, respectively. The experiments were conducted in the closed loop, which was driven by a magnetic gear pump. Data are presented for the following range of variables: Reynolds from 1000 to 20000. Single-phase heat transfer coefficients increased by $10{\sim}30%$ as the inner diameter of tube was reduced and it was found that a well-known previous correlation, Gnielinski's correlation, was not suitable for the small diameter tubes. But the pressure drop in the small diameter tubes have been shown slightly deviations with Blauius' correlation. Based on an analogy between heat and mass transfer, the new heat transfer correlation is proposed to predict the experimental data successfully.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2001년도 추계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2001 Autumn Annual Meeting)
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• pp.28-35
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• 2001

The heat transfer and pressure drop characteristics of R718 flowing in smooth horizontal copper tubes with inner diameter of 3.36 mm, 5.35 mm, 6.54 mm and 8.12 mm were investigated. The test section is a counterflow heat exchanger with refrigerant flowing in the inner tube and water flowing in the annulus. Experiments were peformed for the flowing range of variables : Reynolds number (1000 to 20000), mass flow rate of brine (450 kg/h) and refrigerant temperature (5$0^{\circ}C$). The main results were summarized as follows : (1) The heat transfer coefficient of 3.36 mm ID was about 10% to 30% higher than that of 5.35 mm, 6.54 mm and 8.12 mm ID, and the heat transfer coefficients for small diameter. tubes are about 20% to 27% higher than these predicted by Gnielinski. The new correlation is proposed to predict the experimental data. (2) As a result of comparison with correlation prosed by Blasius. the deviation of the experimental data slightly increased as the tube diameter decreased. (3) The ratio of heat transfer to friction factor (j/f) correlated by all experimental data increased as the tube diameter decreased.

• 설비공학논문집
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• 제26권11호
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• pp.522-528
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• 2014

This experimental study measured and analyzed the heat transfer and pressure drop performance of brazed plate heat exchangers. Heat exchangers with different plate numbers of 10, 20, 30, and 40 were used for measurement, and their plate pattern was identical. The experiment was performed with distilled water, by changing the hot-side flow rate, with the cold-side flow rate fixed. The experimental results were compared with the calculated values by correlations based on gasketed plate heat exchangers, and showed that the heat transfer performance and pressure drop of brazed plated heat exchangers were higher than those of gasketed plate heat exchangers. From the variation of the friction factor, it could be inferred that in the flow channels of brazed plate heat exchangers, turbulent flow occurred at Reynolds numbers higher than 500. A new correlation to predict the Nusselt number was developed, and its absolute average deviation was 2.62%, compared with the values from the experimental data.

• 설비공학논문집
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• 제20권12호
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• pp.795-801
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• 2008

An experimental study has been performed on the single phase flow and convective heat transfer in trapezoidal microchannels. The microchannel was about $270{\mu}m$ wide, $800{\mu}m$ deep. and 7 mm long, which might ensure hydrodynamically fully-developed laminar flow at a low Reynolds number. The experiments were conducted with R1l3 and water, with the Reynolds number ranging from approximately 30 to 5000 for friction factor and 30 to 700 for the Nusselt number. Friction factors in laminar are found to be in good agreement with the predictions of existing correlation suggesting that a conventional analysis approach can be employed in predicting flow friction behavior in microchannels. However turbulent friction factors are hardly predictable by the existing correlations. The experimental results show that the Nusselt number is not a constant but increases almost linearly with the Reynolds number even the flow is fully developed (Re < 100). The dependence of the Nusslet number on the Reynolds number is contradictory to the conventional theory. At a Reynolds number greater than 100, the Nusselt number increases slowly with the Reynolds number, where thennally developing flow is responsible for the increase of the Nusselt number with the Reynolds number.