• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.3808-3814
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• 2011

본 연구는 열교환기의 효율적인 설계를 위하여 열교환기 내의 삼각형 단면 덕트의 비뉴톤 유체의 압력강하 및 대류 열전달률 수치해석적으로 수행하였다. 비뉴톤 유체의 구성방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 수정 멱법칙 모델을 채택하였다. 덕트 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 수정 레이놀즈 수의 곱은 기존 연구의 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 비뉴톤 멱법칙 영역에서 각각 0.13% 및 2.85% 내에서 일치함을 보였고 비뉴톤 수정멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 Shear-Thinning 유체를 열교환기 내의 삼각형 단면 덕트 내에서 사용하면 뉴톤 유체보다 62%의 압력강하를 감소시켰고 12%의 대류 열전달 향상을 발생시킬 수 있었다.

• 설비공학논문집
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• 제18권1호
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• pp.81-86
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• 2006

High temperature superconducting (HTS) power cable requires forced sub-cooled LN2 flow cooling. Liquid nitrogen is circulated by a pump and cooled back by cooling system. Typical operating temperature range is expected to be between 65 K and 77 K. The HTS power cable needs sufficient cooling to overcome its low temperature heat load. For successful cooling, the hydraulic characteristics of the HTS power cable must be well investigated to design the cables. Especially, the pressure drop in the cable is an important design parameter, because the pressure drop decides the length of the cable, size of the coolant circulation pump and circulation pressure, etc. This paper describes measurement and investigation of the pressure drop of the cooling system. In order to reduce the total pressure drop of the cooling system, the flow rate of liquid nitrogen must be controlled by rotational speed of the circulation pump.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권7호
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• pp.881-892
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• 1999

Experiment was performed to study the characteristics of pressure drop of multi-channel tubes for automotive condenser using HFC-134a. Single phase liquid and two phase flow pressure drop were measured in one rectangular plain and three micro-fin tubes with 10 channels. Data are presented for the following range of variables: mass flux(200 to $600kg/m^2s$), and inlet saturation pressure of the refrigerant(1.0 and 1.6MPa). For subcooled flow, pressure drops are 10% and 12% higher than that predicted by the Petukhov equation with hydraulic diameter respectively. Two-phase flow pressure drop are compared with the previously proposed correlations, and well predicted by modified correlation that was derived from Traviss correlation. and correlated within -30~+20%. Also experimental data are correlated within -56%~+18% by Webb's prediction method based on the equivalent mass velocity concept originally proposed by Akers et al.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.116-122
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• 1988

본 연구에서는 공기와 물을 매질로 사용하여 3차원 계면파가 존재하는 근사수평 반류성층유동에서의 계면전단응력과 마찰계수를 결정하였다. 기상과 액상의 유량조건에 따라 3차원 계면파의 특성을 needle contact법에 의하여 측정 하였으며, 기상의 압력강하와 속도분포를 구하여 계면전단응력을 구하였다. 또 공학적인 응용을 위하여 3차원과 영역에서의 계면마찰계수에 관한 실험식을 개발하였다. 그리고 거칠은 고체표면에서의 마찰계수를 표현한 Nikuradse식을 이용하여 계면의 등가조도(equivalent roughness)를 계산하였으며 이것을 계면의 파고교란강도와 비교분석하여 계면전단응력에 영향을 미치는 인자들을 규명하였다.

• 설비공학논문집
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• 제12권3호
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• pp.251-257
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• 2000

District heating and cooling systems offer highly efficient energy utilization and maintenance by centralizing heat management. More pumping power, however, is required because the water has to travel long distance from heat source to the users. In the present study, a trace of drag reduction additives is added to the District Cooling system to achieve a significant drag reduction and save pumping power. Water-soluble polymers, surfactants, and environment-friendly degradable polymers are used as effective drag reducing additives. Time dependent percent drag reductions are compared for various additive solutions at 100 wppm concentration for different water velocity. Without as an anionic surfactant, copolymer was most effective in percent drag reduction. It is found that there exists an optimal condition when copolymer is mixed with SDS. An environment-friendly degradable polymer, xanthan gum, is found to be a significant drag reduction additive. Ice slurry systems, can give less pressure drops compared with chilled water system for certain condtions. Drag reduction additives were also effective for the ice slurry system.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.905-910
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• 2013

열교환기의 나선형 튜브에 난류모형을 적용하여 유동해석을 수행하였다. 난류모형은 Spalart-Allmaras과 k-${\varepsilon}$이고 시뮬레이션에는 정렬격자를 적용하였다. 레이놀즈 수 영향을 규명하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 풀어 속도벡터, 압력, 잔차, 마찰계수를 재연하였다. 나선형튜브는 원심력을 증가하여 튜브의 바깥부분에 벽전단 응력을 크게 하였다. 열전도율과 마찰저항의 증가는 곡률에 기인하며 튜브의 내부방향으로는 벽 전단응력이 감소했다. 원심력은 유체의 에너지를 증가시켜서 바깥쪽으로 열전도율을 증가시켰고 이는 내부유동의 압력강하 및 관마찰계수가 상호 밀접한 관계가 있음을 규명하여 주었다. 본 수치결과는 검증을 위하여 타 계산에서 얻어진 마찰계수 결과와 비교하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제15권1호
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• pp.63-69
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• 2009

가스상의 체적분율과 압력강하는 기액이상류에 대한 이해와 예측에 있어서 매우 중요한 인자이다. 또한 그것들은 산업용 대용량의 열교환시스템 및 선박에 설치되는 보일러 및 냉동시스템의 설계에 있어서 필수적인 항목이다. 따라서 본 논문에서는 파이프의 모든 경사각도에서 기액이상류 가스상의 체적분율과 압력손실을 예측할 수 있는 이론적 해석 방법을 제시한다. 여기서의 이론적 해석은 2유체 층상류 모델을 기초로 하고 있다. 또한 이론적 해석결과와 기존의 실험결과와 비교한 결과에 대해서도 제시한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.628-636
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• 2019

다양한 산업 공정에서 배관은 각 단위공정 사이의 연결 매개체의 역할을 하며, 내부의 유동에 있어 필수적인 장치이다. 따라서 배관의 최적설계는 안전과 비용의 측면에서 매우 중요한 문제이며, 설계 시 필수적인 사항은 배관 내 압력강하 및 유속, 배관 지름 등을 결정하는 일이다. 본 연구에서는 배관 지름 및 유속이 정해졌을 때 발생하는 압력강하, 배관의 압력강하 및 유속이 정해졌을 때의 배관 지름, 배관 지름 및 압력강하가 정해졌을 때의 유속을 결정하는 소프트웨어를 개발하였다. 배관 내 유동을 단일 상 흐름, 균질 2 상 유동, 분리 2 상 유동으로 구분하였으며 이에 따라 적절한 계산 모델을 적용하였다. 파이프의 재질 및 상대 거칠기, 유체의 물성치, 마찰계수의 계산을 위한 시스템 라이브러리를 구축하여 사용자의 입력을 최소화하였다. 배관 재질에 따른 가격 라이브러리를 구축하여 단위 길이당 배관 투자 비용의 산출을 가능하도록 구성하였다. 이러한 모든 기능은 사용자 편의를 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 이용한 통합 환경에서 구현할 수 있으며, C# 언어를 개발 언어로 사용하였다. 소프트웨어의 정확도를 문헌 자료와 실 수행 과제의 예제를 통하여 검증하였으며 단일 상의 경우 1% 미만, 2 상의 경우 최고 8.8% 정도의 차이를 보였으며, 이에 따라 개발된 소프트웨어가 실제 공정의 계산에 유용하게 쓰일 수 있음을 알 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제15권3호
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• pp.31-37
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• 2011

직조 금속 스크린 리브(rib) 이 바닥에 설치된 사각 덕트에서 열전달과 유체유동의 압력강하를 측정하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 시험부의 치수는 200 mm(W) ${\times}$ 40 mm(H) ${\times}$ 712 mm(L)이고 수력직경은 66.6 mm이다. 입구영역에는 1.72m 길이의 가열되지 않은 동일한 치수의 채널을 설치하였다. 메쉬가 다른 4가지의 직조금속 스크린 리브에 대해 측정하였다. 그리고 비교를 위해 일체형 리브에 대해서도 측정하였다. 국부 열전달 계수의 측정에는 스테인레스 강제 포일(foil) 히터와 T형 열전대률 이용하였다. 레이놀즈 수는 23,000에서 58,000의 범위이다. 덕트의 수력직경($D_h$)에 대한 직조 금속 리브의 높이(e)의 비($e/D_h$)는 0.075 이고 리브 간격(p)과 높이의 비(p/e)는 10이다. 실험 결과 메쉬가 없는 일체형 리입에서 가장 누셀트 수와 마찰계수가 컷다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권2호
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• pp.126-135
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• 1997

Drag reduction in polymer solutions is the phenomenon where by extremely dilute solutions of high molecular weight polymers exhibit frictional resistance to flow much lower than the pure solvent. This effect, largely unexplained as yet, has attracted the attention of polymer scientists and fluid flow specialists. Although applications are beginning to appear, the principle interest to data has been in attempting to relate the effect to the fluid mechanics of turbulent flow. Drag reduction in two phase flow can be applied to the transport of crude oil, phase change system such as chemical reactor, and pool and boiling flow. But the research on drag reduction in two phase flow is not intensively investigated. Therefore, experimental investigations have been carried out to analyze the drag reduction produced by polymer addition in the single phase and two phase flow system. The objectives of the proposed investigation are primarily in identifying and developing high performance polymer additives for fluid transportations with the benefits of turbulent drag. Also we want to is to evaluate the drag reduction in horizontal flow by measuring pressure drop and mean velocity. Experimental results show higher drag reduction using co - polymer(A611P) then using polyacrylamide (PAAM) and faster degradation using PAAM than using A611P under the same superficial velocity.