• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.277-277
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• 2011

본 논문은 $CO_2$ 히트펌프용 모세관의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 모세관 길이 예측에 대해서 이론 및 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발온도, 가스냉각기 냉각압력, 냉매유량, 모세관의 관경 등이다. 몇몇연구자들의 자료를 바탕으로 $CO_2$ 모세관 길이를 예측할 수 있는 수학적 모델식을 작성하였다. 그리고 단열 모세관 팽창장치내 $CO_2$의 증발온도, 냉매유량, 냉각압력 등에 대해서 실험한 결과, Fig. 1에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 증발온도는 감소하는 것을 알 수 있다. 그리고 증발온도에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스(flash gas)의 발생으로 인해 액상의 양보다 기상의 양이 많아지고 액상의 압력강하보다 기상의 압력강하가 휠씬 더 크기 때문이다. 또한 증발온도에 대한 실험값과 예측값은 6.5~9.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 2에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량은 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 모세관 길이가 증가할수록 냉매 압력강하가 더욱더 증가하기 때문이다. 그리고 냉매유량에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. 이는 전술한 증발온도와 동일한 이유로 실제 $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스의 발생량이 많아지기 때문이다. 또한 냉매유량에 대한 실험값과 예측값은 0.64~10.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 3에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉각압력은 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 증발온도가 일정한 경우 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량이 감소하여 압축기 토출측 온도(압력)가 상승하기 때문이다. 그리고 냉각압력에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 낮게 나타났으며 실험값과 예측값은 1.04~3.7% 이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라서 본 연구에서는 수송기계용 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.35 no.5
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• pp.576-581
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• 2011

In this paper, the prediction of adiabatic capillary tube of heat pump using carbon dioxide is investigated theoretically and experimentally to offer the basic design data for the operating parameters of this system. The operating parameters considered in this study include evaporation temperature, cooling pressure of gas cooler, mass flowrate, and the length and diameter of capillary tube. Based on study results of several researchers, the correlation predicting the length of capillary tube of $CO_2$ heat pump was proposed. And the experimental results of evaporation temperature, mass flowrate and cooling pressure in adiabatic capillary tube have an good agreement to those calculated from Eq. (3) within 0.63~10.9%. Therefore, the prediction calculating the length of adiabatic capillary tube of $CO_2$ heat pump was proposed at the given conditions such as cooling pressure, evaporation temperature and capillary tube diameter.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.6
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• pp.383-389
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• 2016

Based on a surface design with rectangular cavities and channels, we investigated the effects of gravity and capillary pressure on pool-boiling Critical Heat Flux (CHF). The microcavity structures could prevent liquid flow by the capillary pressure effect. In addition, the microchannel structures contributed to induce one-dimensional liquid flow on the boiling surface. The relationship between the CHF and capillary flow was clearly established. The driving potentials for the liquid supply into a boiling surface can be generated by the gravitational head and capillary pressure. Through an analysis of pool boiling and visualization data, we reveal that the liquid supplement to maintain the nucleate boiling condition on a boiling surface is closely related to the gravitational pressure head and capillary pressure effect.

• Journal of the KSME
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• v.33 no.11
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• pp.966-972
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• 1993

모세관(capillary tube)은 일정면적식 팽창기구의 대표적인 것으로서 사용역사가 길고, 신뢰성이 높고, 가격이 저럼하므로 냉동공조시스템의 냉매제어장치로 매우 많이 사용되고 있다. 이것은 냉동시스템의 응축기와 증발기 사이에서 유입하는 고압의 액상냉매를 증발기에서 증발하기 쉬운 증발압력까지 압력을 강하시키는 감압팽창작용과 증발기의 증발 용량에 적당한 냉매 질량유량을 공급하는 역할 (이 작용은 냉동시스템의 용량과 작동범위를 결정하는데 매우 중요하다.)을 한다. 이 글에서는 모세관의 형상, 재질 및 그장 . 단점과 작동원리, 내부 유동현상 등 일반적인 사항에 관하여 기술한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1548-1549
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• 2006

모세관 방전은 내벽의 절연 물질이 용발되어 수만도 영역에서 고압의 플라즈마를 생성하는 장치로서 이로부터 분사된 플라즈마 제트는 추진제 점화나 신물질 제조 둥에 이용할 수 있다. 본 연구에서는 수십 $m{\Omega}$ 영역에서 수 ms에 걸쳐 수십 kA의 펄스 전류가 흐르는 모세관 방전에 대해 플라즈마의 온도 및 압력에 의해 결정되는 저항을 통하여 펄스 전원 회로를 해석하며, 이로부터 공급되는 오옴열에 의해 플라즈마의 온도, 압력 등이 결정되는 유체역학적 변화를 수치적으로 계산하였다. 이 결과는 용발에 의해 정상 상태에 도달하는 플라즈마의 특성을 잘 보여주고 있으며, 모세관 방전 실험의 전기적, 유체역학적 변수 예측에 유용하게 쓰일 수 있다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.9 no.2
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• pp.73-80
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• 1997

분말 입자 형태가 다른 2가지 스테인레스 강(SUS 316L)분말과 조성이 다른 2가지의 결합제를 이용하여 분말충전율의 변화를 가지도록 제조된 5가지 분말사출재에 대한 Bagley 보정 실험을 실시하여 Bagley 보정값에 대한 온도, 분말충전율, 분말 입자 형태 그리고 결 합제의 영향을 조사하였다. Bagley 보정값을 구하기 위한 자료 처리를 하는 과정에서 길이 가 긴 모세관(L/D=60) 의 압력손실이 Thixotropy에 의해서 감소한 현상을 발견하였다. 이는 모세관 점성측정기를 이용한 분말사출제의 점도 측정시 길이가 긴모세관의 사용이 바람직하 지 못하다는 것을 나타낸다. 분말사출재의 Bagley 보정값에 대한 온도와 결합제의 영향은 매우 미약하게 나타났는데 특히 결합제의 영향은 거의 나타나지 않는 것을 발견하였다. 분 말충전율과 분말 입자 형태의 Bagley 보정값에 대한 영향은 매우 크게 나타났으며 분말충 전율이 증가할수록 Bagley 보정값이 증가하고 분말 입자의 형태가 불규칙한 분말을 사용한 분말사출재의 보정값이 구형의 분말에 비해 높은 보정값을 나타냈다. 실험결과에 대한 고찰 결과, 분말사출재의 모세관 입출구에서 압력손실의 주 원인은 분말 이자간 마찰과 충돌이라 고 판단되었다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.71.2-71.2
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• 2005

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2014.10a
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• pp.361-362
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• 2014

본 연구의 목적은 벤토나이트 완충재를 처분공에 설치하였을 때 벤토나이트와 암반의 상호작용을 중심으로 이의 포화과정을 제대로 모사할 수 있는 지와, 현장암반의 절리가 수치해석 결과에 어떠한 영향을 미치는가를 파악하는 것이다. 유한차분 해석코드인 TOUGH2 코드를 이용하여 벤토나이트의 수리거동을 분석하였다. 해석결과 암반의 절리가 존재할 경우 완충재의 포화도는 상대적으로 매우 빠르게 진행되었으며, 벤토나이트의 높은 모세관 압력으로 인해 시간경과에 따라 주변암반의 포화도가 점진적으로 감소됨을 확인하였다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.18 no.2 s.92
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• pp.213-218
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• 2006

Meniscus, adsorbed layer thickness, capillary pressure and disjoining pressure was deduced in extended meniscus region in cement paste pore by hydrostatic equilibrium. From the results, the relationship between pore size and adsorbed layer thickness could be derived and adsorbed layer thickness represents $0.299{\sim}2.700nm$ according to pore size $1nm{\sim}1{\mu}m$. Especially, disjoining pressure rapidly Increased in less than 10 nm pore size according to adsorbed layer thickness. Therefore, it is interpreted that autogenous shrinkage of cement paste is highly increases in formation of less than 10 nm pore size. Predictions of autogenous shrinkage in cement paste considering driving force for autogenous shrinkage with capillary pressure and disjoining pressure was low in comparison with experiment values between $1{\sim}4$ days and high in later period. These tendency could be thought that pore damage by mercury injection in early age makes shrinkage driving force underestimate and assumption for unsaturated independent pore makes overestimate. These interactions might be needed corrections considering on hydration or pore replacement model.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.9
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• pp.953-960
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• 2012

An AMTEC (alkali metal thermal electric converter) is a device that is used for the direct conversion of heat to electricity. Sodium is used as the working fluid, and its circulation is driven by a capillary wick. The wicks used for circulation include an evaporator wick, artery wick, and condenser wick, and each wick has a pressure drop because of the circulation of liquid and vapor. For the circulation of sodium, the capillary pressure of the evaporator wick must be greater than the total pressure drop in the wicks. In this study, the pressure drop in the evaporator wick, artery wick, and condenser wick and the heat loss from the evaporator to the condenser through the artery wick were analyzed for the design of a 100 W AMTEC prototype. It was found that a particle diameter of 10 ${\mu}m$ is suitable for the evaporator wick to maintain a capillary pressure greater than total pressure drop in the circulation loop.