• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.30 no.4
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• pp.36-42
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• 2010

본 논문은 태양열이용 냉난방시스템 중에서 실제로 액체흡수제를 재생하는 재생탑 내의 충진층에 있어서의 열 및 물질전달의 실험치와 이론적 해석에 의한 결과치와의 비교를 나타내고 있다.특히 물질전달의 극대화를 위하여 충진층 내에서 공기와 흡수제의 접촉면적을 크게 할 필요가 있는데,이를 위해서 본 실험에서는 직경이 3cm인 플라스틱제 충진재를 사용하였으며, 흡수제로는 저농도의 염화리튬 수용액이 사용 되었다. 충진층 내에서의 최적 높이를 예측하기 위하여 해석의 모델인 실험장치를 직접 제작하여 실험을 수행하였고, 이론 해석에 있어서 체적 열전달을 고려한 정상상태를 모델화하여 해석하였다. 이 결과, 충진층 내에서 실험치와 이론적인 계산치가 잘 일치함을 알 수 있었으며, 충진층의 높이가 2m 이상인 경우에는 높이에 따른 재생량의 차이가 없어서 없음을 알 수 있었다.

• Solar Energy
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• v.15 no.1
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• pp.39-51
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• 1995

A numerical scheme based on a coordinate transform into stream function-velocity potential is proposed to solve heat and momentum transfer in porous media with phase change. A significant simplification of both computational domain and governing equations can be achieved by the transform. The dispersion term in the flow through porous media, which is important at the phase change interface, can be successfully incorporated into the numerical scheme without introducing any further computational complications.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.3
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• pp.685-693
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• 1990

The heat transfer coefficients were calculated numerically to see the effects of radiation around the porous medium put on the flat plate at a distance from the leading edge of flat plate for the two-dimensional laminar flows. To verify the analytical model developed and invoke the heat/mass transfer analogy, an experiment was carried out using naphthalene sublimation technique. From the effects of the wake, Sherwood number is maximum around the region where the porous medium is attached. The theoretical results correspond well with the experimental results at small Darcy number. Permeability of ceramic blocks used for experiment was also measured and the Forchheimer equation is applicable in our measurement range.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.30 no.5
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• pp.17-24
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• 2010

태양열 제습냉방은 액체흡수제를 이용한 냉각효과로 기존의 전기에너지를 가능케 하는 해결책중 하나이다. 따라서 태양열을 거의 활용하지 않는 여름에 가열온수를 열원으로 활용하여 쾌적조건을 구현하는 본 연구의 대상인 태양열냉방시스템은 제습기와 재생기로 크게 이루어져 있다. 본 논문은 제습기의 유량 변화에 따른 열전달 및 물질전달의 변화를 실험과 이론적 해석으로 규명하고 있는데, 흐름의 양상은 병렬형과 대향류형을 대상으로 하고 있다. 실험결과와 이론해석이 비교적 잘 일치하였으며, 대향류형이 병렬형보다도 물질전달 면에서 유리하게 나타났으며, 입 출구의 엔탈피 차이에서도 크서 열전달에서도 우수한 것으로 나타났다. 또한 그 차이를 본 논문에서는 나타내었으며, 일정한 높이나 길이 이상에서는 항상 일정함을 알 수 있었다. 따라서 본 논문의 결과들은 제습기의 유동흐름을 통한 태양열냉방시스템 중 제습기의 설계 및 성능 향상에 도움을 줄 것이다.

• Journal of the KSME
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• v.25 no.5
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• pp.413-418
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• 1985

직접 접촉식 교환장치(이하 직접 교환기라 함)에서 액체의 유통형태의 선택은 매우 다양하며 전달계수 역시 개별적인 상황이나 충전물의 종류에 따라서 달라지므로 일률적으로 제시되지 못 하고 있다. 많은 경우 실험을 통하여 열전달 또는 물질전달계수를 측정하게 되나 개수로, 자유 낙하액체막, 액체분류와 같이 이상화가 가능한 경우, 이러한 전달계수를 구하기 위하여 이론적 또는 반실험적인 해석을 수행하기도 한다. 수많은 관련 연구결과들은 층류유동에 관한 것과 난류유동의 경우로 구분되고(예상되듯이 대부분의 직접교환기의 유통영역은 난류쪽이다), 난류 유통의 해석은 다시 표면갱신이론(surface renewal model), 와류확산계수모델(eddy diffusivity model-macroscopic), 미분형와류모델(differential eddy diffusivity model)로 대별된다. 여기서는 수많은 교환기형태의 자료정리보다 상기와 같이 대별된 액체측 유동영역별로 전달현상해석의 방법을 간단히 정리하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.5
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• pp.1300-1310
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• 1990

Naphthalene sublimation technique is employed to investigate the mass transfer processes from a square cylinder at various Reynolds numbers and various angles of attack. Distribution of the local mass transfer coefficients on each face of the cylinder changes dramatically with the angle of attack. Such variation of local mass transfer rates closely connected with the complex flow phenomena such as stagnation, acceleration, separation, reattachment and vortex shedding. The average Sherwood number has a minimum value at 12.deg.-13.deg., and a maximum value at a=20.deg.-25.deg. A comparison of present mass transfer measurement with other heat transfer measurements, using the heat/mass transfer analogy, shows good agreement in average transfer rates, same trend but notable differences in local values. Therefore, naphthalene sublimation technique can be adopted to explore heat transfer processes in the complex flow situations, which is considered to be hardly possible with the conventional heat transfer measurements.

• Journal of Energy Engineering
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• v.14 no.3 s.43
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• pp.194-202
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• 2005

The present study was analytically and experimentally carried out to predict the absorption characteristics on combined heat and mass transfer process in a vertical falling film of variable absorbers. Heat and mass transfer enhancements were analytically investigated. Effects of geometric parameters by insert device (spring) and corrugate, flow pattern on absorption performances has been also investigated. Especially, the optimal values of absorber geometry (ID=22.8mm, L=1150m) and kinetic variables (solution flow rate, flow pattern) for maximum absorption performance has been predicted by the numerical analysis. The maximum absorption performance in a numerical analysis and experiment was shown at the wavy-flow by insert device (spring).

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.53 no.4
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• pp.489-495
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• 2015

A fundamental mathematical model for mass transfer processes has been used to understand the air pollution control process in biotrickling filtration and to evaluate the mass transfer coefficients of gas/liquid (trickling liquid), gas/solid (biomass) and liquid/solid based upon experimental results and mathematical model calculations for selected operating conditions. The mass transfer models for the utilization of the steady-state mass balance for gas/liquid, and dynamic mass balance model for gas/solid & liquid/solid in biotrickling filters were established and discussed. The mass transfer model considered the reactor to comprise finite sections, for each of which dynamic mass balances for gas/solid and liquid/solid system were solved by numerical analysis code (numerical iteration). To determine the mass transfer coefficients ($K_La$) of gas/liquid, gas/solid & liquid/solid in a biotrickling filter, the calculation results based upon mass balance equation was optimized to coincide with the experimental results for the selected operating conditions. Finally, this study contributed the development of experimental methods and discussed the mathematical model to determine the mass transfer coefficients in a biotrickling filtration for air pollution control.

• Journal of the KSME
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• v.26 no.1
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• pp.31-35
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• 1986

물질전달이 포함되는 교환기의 설계목표도 단순열교환기의 경우와 마찬가지로 여러 가지 주어진 제약조건(constraints; 예를들면 교환기의 제원이나 유체유동에 필요한 압력부하등)을 만족시키 면서 전달능력의 단위(number of transfer units, 이하 $N_{tu}$ 로 약함)를 최대로 해 주는데 있다. 그러나 교환장치들의 유형이나 형상에 따라 이같은 동일 목적을 위한 과정은 각양각색 이다. 본장에서는 직접 접촉식 교환기의 많은 종류중 물의 직접증발을 이용한 단열가습장치와 고체건조제 단열제습장치등 두가지의 해석과정을 예시하려고 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.3
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• pp.317-324
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• 2010

Metal-supported solid oxide fuel cells (SOFCs) have been developed to commercialize SOFCs. This new type of SOFC has high mechanical strength, but its mass transfer rate may be low due to the presence of a contact layer. In this study, the mass transfer characteristics of an anode-supported SOFC and a metal-supported SOFC are studied by performing numerical simulation. Governing equations, electrochemical reactions, and ceramic physical-property models are determined simultaneously; molecular diffusion and Knudsen diffusion are considered in mass transport analysis of porous media. The experimental results are compared with simulation data to validate the results of numerical simulation. The average current density of the metal-supported SOFC is 23% lower than that of the anode-supported SOFC. However, because of the presence of the contact layer, the metal-supported SOFC has a more uniform distribution than the anode-supported SOFC.