• 대한기계학회논문집B
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• 제40권7호
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• pp.457-470
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• 2016

벽면비등 모델로 열분배모델을 채택하는 CFD 스케일의 전산해석코드는 저압 조건에서 미포화비등 발생 시 2상유동 변수의 해석 정확도가 낮은 것으로 알려진다. 본 연구에서는 열분배모델을 기반으로 벽면비등 현상을 예측하는 열수력 기기해석코드인 CUPID 코드를 이용하여 수직상향류 미포화비등 실험을 해석하였다. 10 bar 이상의 고압 조건에서는 CUPID 코드의 기포율 예측 정확도가 높았으나, 대기압 주변의 저압 조건에서는 기포율 분포에 대한 해석결과가 실험결과와 큰 차이를 보였다. 따라서 열분배모델 내 주요 인자에 사용되는 부모델에 대한 민감도 분석을 수행하였으며, 저압 조건 미포화비등 예측에 적합한 최적 부모델 조합을 선정하였다. 또한, 열분배모델 내 주요 인자 중 하나인 K-인자가 기포율에 미치는 영향을 평가하였다.

• 설비공학논문집
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• 제25권12호
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• pp.660-667
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• 2013

This study presents a numerical investigation of the heat and mass transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed using a two-dimensional numerical model with silica-gel and water as the adsorbent and refrigerant pair. The performance is strongly affected by the heat and mass transfer in the adsorption bed, but the details of the mass transfer kinetics remain unclear. The validity of inter-particle models used to simulate mass-transfer kinetics were examined, such as a constant pressure model and non-constant pressure model, and the valid ranges of the diffusion ratio for each model are proposed. The COP and SCP have been numerically calculated as the performance indexes according to the diffusion ratio. The constant pressure model, which is commonly used in previous research, was found to be valid only in a limited range of diffusion ratio.

• 공업화학
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• 제8권6호
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• pp.893-900
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• 1997

기상 재순환 평형조를 사용하여 대기압 이하의 여러 압력에서 glycerol-물 계에 대한 기-액 평형을 측정하였다. 이 연구에서 고려한 이성분계는 비등점 차이가 매우 큰 성분들로 구성되어 있다. 비등점의 차이가 큰 혼합물의 경우, 순수한 성분으로부터 유추할 수 있는 물리적 특성은 실제 혼합물의 특성과는 매우 다르므로 정확한 혼합물의 특성을 이해하지 않으면 안된다. 특히 비등점이 높은 성분의 액상농도가 증가하면 혼합물의 비등점이 급격하게 높아지는 현상이 일어난다. 그러므로 실제공정의 효율적 운전을 위해서는 비이상성 혼합물의 상평형에 관한 정보가 필수적이다. 측정한 기-액 평형 데이터는 UNIQUAC 모델을 이용하여 정확하게 상관관계 시킬 수 있었다. 또한, 데이터의 건전성을 확인하기 위하여 열역학적 건전성 테스트를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.465-474
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• 2014

본 연구에서는 비등 열유속 분배 모델의 예측 정확성을 검증하기 위하여 수직평판 자연대류 과냉 비등에서 기화, 급랭, 및 단상대류 열전달 기구에 대한 열유속 분배 특성을 실험적으로 조사하였다. 비등 열유속의 분배를 위해 적외선 열화상 기법과 전반사 가시화 기법을 동기화하여 비등 표면의 열유속 분포와 액상-기상 분포를 동시에 측정하여 분석하는 실험을 수행하였다. 실험은 대기압 조건에서 과냉도 $10^{\circ}C$를 가지는 물을 이용하여 수행하였으며, 벽면과열도 $12^{\circ}C$ 및 평균 열유속 $283kW/m^2$ 조건에 대한 실험 결과를 분석에 활용하였다. 실험을 통해 획득된 열유속 분배 결과는 상관식을 이용한 예측 결과와 큰 차이를 보였으며, 기포이탈직경과 기포이탈 시 주변의 과열액체층이 함께 뜯겨져 나가는 효과를 고려한 기포영향인자가 차이를 만드는 주요 원인들로 파악되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.443-443
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• 2010

액체 표면을 전극으로 하는 플라즈마 방전은 생물학적 살균, 분해 처리 등에 필요한 UV 및 화학적 활성종의 생성에 유리하여 널리 활용되고 있다. 하지만 그 특성 등에 관한 연구는 액체막의 유동 및 기하학적 구조 상 진단의 제한으로 인하여 아직 미비한 상태이다. 전해질 내 방전은 전극 표면의 기포 막 에 인가되고 그 두께에 따라 변한다. 따라서 본 연구에서는 액상 전해질의 인가 전압 및 점성도를 독립적으로 조절하여 기포 막 크기와 인가 전력간의 관계와 이에 따른 전해질 내 플라즈마의 특성이 음극 글로우 방전임을 밝혔다. 실험에서는 전기 전도도 1.6-3.2 S/m의 NaCl 수용액 전해질에 양극성 전극을 삽입하고 350 kHz의 전압을 인가하여 플라즈마를 발생하였다. 인가된 전압은 230 - 280 V이며 전해질의 점성도는 젤라틴을 첨가하여 1E-4-1.1 kg/m${\times}$sec로 조절하였다. 기포 막의 두께 및 변화는 고속카메라를 통하여 관측하였으며 인가되는 전압 및 전류는 고전압 프로브와 전류 프로브를 통하여 관찰하였다. 기포 막은 전극표면에서 막 비등을 통하여 발생됨을 밝혔다. 인가 전력과 손실 열에너지간의 비율에 따라 기포막은 수축과 확장의 진동을 반복하였으며 전기 유체적 모델을 통하여 기포 막의 동적 거동에 따른 플라즈마에 인가된 전력의 변화를 정량적으로 분석할 수 있었다. 기포 막의 평균적인 두께는 인가 전압과 비례하여 약 $150\;{\mu}m$에서 $200\;{\mu}m$로 증가하였으며 진폭은 점성의 증가 시 약 $50\;{\mu}m$에서 $20\;{\mu}m$로 감소하였다. 순간적인 플라즈마 인가 전력은 평균적인 두께에 따른 평균적인 두께에 대해서는 15 - 20 W의 변화를 보였으나 진폭의 감소 시 17 - 70 W의 보다 큰 폭으로 증가하였다. 이를 통하여 점성도가 큰 조건에서 기포 막의 확장이 억제되어 방전이 유지됨을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제7권2호
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• pp.194-201
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• 1998

전기 철도 차량의 A.C 모터 속도제어에는 여러 개의 GTO thyristor와 다이오드가 필요하다. 그런데 이러한 반도체 소자들은 약 1~2 kW의 열을 발생하기 때문에 냉각장치가 필요하며 이러한 반도체의 냉각에는 Perfluorocarbon(PFC)을 작동유체로 하는 히트파이프를 많이 사용하고 있다. 본 연구에서는 PFC 히트파이프의 증발 및 응축 열전달 계수에 미치는 관련변수로 주입율, 관의 내부 표면상태, 경사각, 증기압, 열유속 등의 영향을 파악하고, 열전달 계수를 예측할 수 있는 상관식을 제시하고자 하였다. 이를 위해 내부 표면에 그루브가 설치된 동관과 표면이 매끈한 외경 15.88mm인 동관을 이용하여 주입율이 다른 총 길이 520mm의 PFC 히트파이프와 열사이폰을 제작하고 실험을 수행하였다. 증발 열전달 계수는 열유속 15~45 kW/$m^2$의 범위일 때 2 kW/$m^2$K~5.5 kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였다. 실험결과는 수정계수 CR=1.3을 적용할 때 Rohsenow의 핵비등 상관식과 실험치가 매우 접근된 결과를 보였으며 이러한 결과는 내부 벽면 그루브의 열전달 촉진효과이다. 응축 열전달 계수의 측정치는 1.5kW/$m^2$K~3.5kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였으며 Nusselt 막응축 모델에 수정계수 CN=4를 도입함으로써 매우 접근된 예측이 가능하였다. 증발부 체적에 대한 작동유체 주입율은 40~100%의 범위가 적절하였다. 그리고 30$^{\circ}$이상의 경사각에서는 경사각의 영향이 미소하였다.