• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1997년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.114-121
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• 1997

회전 열파이프의 열전달 성능은 액막 두께 및 증발부로 귀환되는 응축 액막 유동율에 의해 결정된다. 그 동안 응축액 유동율을 촉진시키기 위하여 용기 내벽에 groove, 테이퍼 및 나선형 코일을 삽입하여 유동율을 높이는 방법들이 연구되었다. 본 연구도 회전 열파이프의 내부 관벽 구조에 관한 것으로써 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프의 열전달 특성을 파악하고자 하였다. 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프는 고속 회전 영역에서 모서리 부분으로 액막이 집중되어 관 내벽에 형성되는 액막 두께를 줄일 수 있으나 증발부에서 국부적인 과열이 발생되어 불안정한 작동 상태를 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 개선방안으로 증발부에 부분적으로 원형관을 접합하였으며, 그 결과 dry-out의 억제와 함께 삼각 유동 단면에 의한 액막 두께 감소 효과를 볼 수 있었다. 회전체 발열부 냉각에 적용시키기 위해서는 앞으로 최적의 기하학적 형상에 따른 충전율 및 액막에서의 열전달에 대한 정량적인 해석 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권2호
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• pp.294-302
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• 1997

Falling-film evaporation experiments for aqueous solution of lithium bromide (LiBr) were performed on a horizontal smooth 19.05-mm-dia copper tube. Average heat transfer coefficients were obtained with varied film Reynolds numbers, system pressures, LiBr concentrations and degrees of wall superheat. Heat transfer coefficients increase with increasing system pressure and decreasing concentration. For degrees of wall superheat, the heat transfer coefficient did not't show the distinct trend. For this experimental ranges, heat transfer coefficients showed maximum values at an optimal film Reynolds number. The results of this work were compared with pool boiling data reported previously, and it was shown that the heat transfer performance is superior to the pool boiling.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권9호
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• pp.1267-1276
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• 1998

Falling-film evaporation experiments with aqueous lithium bromide (LiBr) solution were performed to investigate the heat transfer characteristics of enhanced copper tubes. Enhanced tubes (a knurled tube, a spirally grooved tube, and a tube coated with $20{\mu}m$ aluminum particles) and a bare tube were selected as test specimens. Averaged evaporation fluxes of water were obtained from horizontal tubes with various film Reynolds numbers, system pressures, LiBr concentrations and degrees of wall superheat. The enhanced performance of steam generation was compared between tubes with varying parameters. The knurled tube geometry showed the most excellent performance among the tubes tested. The specified enhanced tubes were more useful for generating steam on a low grade heat source such as waste heat.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.519-526
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• 2015

본 연구에서는 핵비등 시 미세액막층의 증발에 의한 열유속과 열전달률 계산을 위한 simple microlayer model 의 물리적 변수들을 측정하기 위하여 미세액막층의 형상을 실험적으로 조사하였다. 레이저를 이용한 전반사 및 간섭 기법을 이용하여 simple microlayer model 을 구성하는 인자들인 미세액막층의 초기 두께 및 수평 이동속도를 측정하였다. 대기압 포화상태의 물을 이용하여 수평 벽면에서 단일기포 핵비등 실험을 수행하였고, 평균 열유속 $200kW/m^2$ 조건에서 동일한 위치에서 발생하는 기포들의 미세액막층의 구조적 특성을 분석하였다. 본 연구의 범위에서 측정한 미세액막층의 최대 초기 두께는 $5.4{\mu}m$ 이었으며, 증발에 의한 미세액막층의 수평 이동속도는 0.12 m/s 이었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.272-279
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• 2001

The objective of this paper is the investigation of the relationships between the surface roughness and film evaporative characteristics of the surface. For example, when the droplet of liquid is in contact with the solid surface, its behavior strongly depends on the surface characteristics. The material properties and geometry - profile shape, waviness, roughness - of the surfaces have strongly influenced on the wettability of the droplet. To investigate the effect of the surface roughness on the film evaporation, firstly, the characteristics of wettabilities were studied according to contact angle and surface tree energy of specimens with various roughness heights. Secondly, the experimental test were carried out on capacities of the tubes diversly roughened by using different kinds of emery papers. Finally, the relationships between the film evaporation characteristics and surface roughness were explained by means of the correlation of contact angle and surface free energy with surface roughness and the influences of surface tree energy on the heat transfer performance.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1169-1176
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• 2011

액막류는 레이놀즈수 및 유동 안정성에 의해 파동이 없는 층류액막류, 파동을 동반한 층류 액막류 및 난류액막류로 구분된다. 파동액막류는 강한 비선형성에 의해 매우 복잡하여 기존에는 주로 실험적 연구가 진행되었다. 수치적 해석은 주로 파동이 없는 경우에 국한되었으며 여러 가지 자유표면 해석기법을 이용하여 평균액막두께를 예측하였다. 이 연구에서는 층류액막류의 파동현상을 레이놀즈수 20~1000 범위에서 수치해석하였다. 이 때, VOF 자유표면 해석기법에 기반한 여러 가지 수치방법을 비교 연구하였으며 평균액막두께, 파동속도 및 진폭을 실험결과와 비교하였다.

• 설비공학논문집
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• 제10권6호
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• pp.674-682
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• 1998

In this study, thin film evaporation of water on low-fin tubes were experimentally investigated. Five low-fin tubes with different fin spacing and fin height were tested. Test range covered 0.146kg/ms $\leq$$\Gamma$$\leq$0.219kg/ms and 10㎾/$\m^2$$\leq$q $\leq$70㎾/$\m^2$. Saturation temperature was loot. Compared with the plain tube, low fin tubes enhanced the water film evaporation from 60% to 100%. Tubes with fin spacing smaller than 2mm and fin height higher than 1mm performed better than tubes with other fin configuration. However, when fin spacing was too small at high film flow or fin height was too high at low film flow, the performance decreased. The heat transfer coefficient slightly increased as the flow rate increased. Correlations are developed based on present data.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.325-332
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• 1999

회전 히트파이프가 작동할 때 응축 액막은 중력과 원심력에 의해 관 내벽을 따라 응축부에서 증발부로 이송된다. 회전 히트파이프의 성능은 응축 액막의 두께와 응축 액막 유동율에 의해 좌우된다. 따라서 기존의 많은 연구자들은 회전 히트파이프의 성능을 향상시키기 위하여 테이퍼, 계단식 벽면, 코일 삽입등 관 내부의 형상에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 회전 히트파이프의 새로운 관 내벽 형상으로써 응축부에 축 방향으로 사각 그루브(groove)를 갖는 구조이다. 히트파이프가 회전하면 원심력에 의해 응축 액막이 그루브로 유동하며 따라서 응축부의 전체적인 액막 두께를 감소시킬 수 있다. 실험 결과 그루브에 의한 액막 유동 효과로써 열전달 계수가 향상되었다. 또한 응축 액막 유동 해석 결과는 본 실험치와 정량적으로 다소 차이를 나타내었으나 회전수 및 열속 변화에 대하여 정성적으로 유사한 경향을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권8호
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• pp.621-628
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• 2008

A numerical study for the flow, heat and mass transfer characteristics of the evaporating tube with the films flowing down on both the inside and outside tube walls has been carried out. The condensation occurs along the outside wall while the evaporation occurs at the free surface of the inside film. The transport equations for momentum and energy are parabolized by the boundary-layer approximation and solved by using the marching technique. The calculation domain of 2 film flow regions (evaporating and condensation films at the inside and outside tube wall respectively) and tube wall is solved simultaneously. The coupling technique for the problem with the 3 different regions and the 2 interfaces of them has been developed to calculate the temperature field. The velocity and temperature fields and the amount of the condensed and evaporated mass as well as the position where the evaporating film is completely dried out are successfully predicted for various inside pressures and inside film inlet flow rates.

• 에너지공학
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• 제9권4호
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• pp.334-341
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• 2000

회전 히트파이프의 열 전달 특성은 내부 관벽에 형성되는 응축 액막 두께와 증발부로 귀한되는 응축액의 유동율에 의해 결정된다. 본 연구는 축 방향으로 그루브(groove)를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 성능에 대한 실험 연구로써, 그루브에 의한 효과를 파악하기 위해 2종류의 히트파이프를 제작하고 작동성은 시험을 수행하였다. 회전 히트파이프가 작동시, 원심력에 의해 그루브로 응축액의 유동을 촉진시키며, 따라서 응축부 벽면에 형성되는 액막 두께가 얇게 된다. 응축부에 그루브를 갖는 히트파이프의 열전달 계수는 풀 유동에서 2000~4000W/$m^2$$^{0}$ C, 환상 유동 영역에서 1500~2500W/$m^2$$^{0}$ C로써, 전체 원형단면을 갖는 히트파이프와 비교하여 약 1.5배 정도의 열저달 향상을 볼 수 있었으며, 열전달 한계는 약 40% 정도 향상되는 것으로 나타났다.