• Journal of Chest Surgery
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• 제39권7호
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• pp.505-510
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• 2006

배경: 쥐를 이용한 심폐바이패스 모델은 시간 및 비용의 절감, 관리의 용이, 큰 실험실의 불필요, 그리고 반복실험의 용이 등 많은 장점이 있으나 기술적인 어려움 또한 크다. 열교환기를 이용한 효율적인 중심체온 유지 및 조절 역시 이러한 문제점 중의 하나이다. 이에 본 연구에서는 쥐 심폐바이패스 모델을 위해 기존의 상용화된 산화기를 소동물용으로 개조한 뒤 심정지액 주입용 소형 열교환기를 이용하여 충전액을 최소화한 상태에서 인공심폐기에 의한 효율적인 체온 유지가 가능한지를 보고자 하였다. 대상 및 방법: 수컷 쥐(Sprague-Dawley,평균 530 g) 10마리를 각 5예씩 나누어 열교환기를 사용한 군과 사용하지 않은 군으로 구분하였다. 열교환기는 심정지액 주입용 열교환기를 개조하여 사용하였으며 산화기를 포함한 전체 정지 충전용량은 40 cc였다. 열교환기를 사용하지 않은 군에서는 저혈조 주위에 온수를 순환시켰다. 실험동물 마취 후 동맥 삽관은 대퇴동맥 및 내경동맥에 정맥 삽관은 외경정맥에 시행하고 부분 심폐바이패스(40 ml/kg/min)를 20분간 유지하였다. 두 군간의 비교 분석을 위해 직장 체온을 각각 마취 직후, 동정맥 삽관 후, 심폐바이패스 후 5, 10, 15, 20분에 측정하였다. 심폐바이패스 후 5, 15분에는 헤모글로빈 및 동맥혈 가스분석을 동시에 측정하였다. 결과: 쥐에서의 심폐바이패스 운용은 안정적으로 유지되었으며, 심폐바이패스 후 5분부터 두 군간의 체온 차이는 유의하였다(p<0.01). 20분 후 체온은 각각 $36.16{\pm}0.32^{\circ}C$ 및 $34.22{\pm}0.36^{\circ}C$였다. 결론: 본 연구는 소동물 심폐바이패스 모델에서 심정지액 주입용 열교환기를 이용하여 충전액에 대한 영향을 최소화하면서 효율적인 체온유지가 가능함을 증명하였다. 이러한 실험 결과는 향후 저체온 심폐바이패스 운용에 관한 실험 모델로 쥐를 폭넓게 이용할 수 있다는 가능성을 제시한다는 점에서 그 의의가 크다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.167.2-167.2
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• 2010

본 연구에서는 지열 에너지원으로써 터널 내부 벽면의 항온성을 이용하여 터널 외벽에 텍스타일 형태의 열교환기를 설치하고 열적 거동을 평가하였다. 터널의 라이닝 부분에서는 여러 가지 요인에 의해 지하수가 터널 내부로 유입하게 되므로 지하수의 유무에 대한 열적 거동 및 유동액의 순환 속도에 따른 영향, 열교환 파이프 배열 형태에 따른 영향을 현장 시험 시공과 현장 열응답시험을 통하여 평가하고자 하였다. 또한 3-D 유한체적해석 프로그램(FLUENT)을 이용하여 숏크리트와 라이닝의 열전도도를 고려한 열교환기의 성능을 분석하였다. 수치해석 결과 열교환 파이프 주변에 지하수의 흐름이 존재할 경우 열전달이 상대적으로 더 원활히 이루어졌으며 순환속도가 빠를 때 보다 느릴수록 효율이 높게 나타났다. 또한, 파이프의 간격이 넓을수록, 파이프의 길이가 길수록 효율이 높게 나타났다. 라이닝 및 숏크리트의 열전도도가 증가함에 따라 에너지 텍스타일의 열전달 효율이 높게 나타났다. 현장 시험을 통해 비슷한 길이의 파이프가 사용된 경우, 파이프 배열 형태에 따라 수평형보다는 수직형 배열의 효율이 높게 측정되었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.357-362
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• 2006

This research focused on the multi-pass heat exchanger using the minichannel possessing the spring fin. An air-water was used as working fluid. The characteristics of liquid single phase heat transfer were verified. The compact heat exchanger (heat transfer area density : ${\beta}=2,146 m^2/m^3$), based on the shape of header(Top combining header), 63 minichannels ($D_i$ : 1.4 mm, L : 0.25 m) and the air side adopting the copper wire spring fin, was fabricated. The heat transfer area density of the air side was improved up to 161% when compared with the conventional fin-tube heat exchanger that adopts the heat transfer tube with the inner diameter of 5 mm. With regard to heat transfer performance, heat transfer rate per unit volume increased up to 142% when compared with the fin-tube heat exchanger adopting the heat transfer tube with the inner diameter of 5 mm.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권2호
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• pp.163-172
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• 2024

본 연구에서는 이산화탄소를 배출하지 않고 수소를 운반할 수 있는 그린 암모니아 공정의 효율적인 설계를 위해 암모니아 액화 시나리오를 다르게 설계하고 이에 대한 경제성 및 환경 영향도 평가를 수행하였다. 순도 99.9 mol%의 148 kmol/hr 액화 암모니아를 생산물로 얻는 것을 목표로 설정하였고 후처리 단계에서 냉각단계 전 기-액분리를 통해 일정량의 액화 암모니아를 분리하고 고압에서 냉각하는 고압 냉각 공정과 기-액분리 과정 없이 바로 감압 후 냉각하여 기-액분리를 시켜 최종생산물을 얻는 저압 냉각 공정의 두 가지 케이스를 설정했다. 이에 대한 타당성 평가를 위해 Aspen Plus를 활용한 시뮬레이션을 수행하였다. 고압 냉각 공정은 많은 기-액분리 공정과 열교환기를 사용하여 초기장치 비용이 부담되지만 상대적으로 총 유틸리티 비용이 91.03 $/hr, duty가 2.81 Gcal/hr 낮아 유지비용이 적게 든다. 저압 냉각 공정은 초기 장치 비용이 낮고 운전이 용이하지만 급격한 압력 강하로 운전이 불안정한 것을 확인 하였다. 환경 영향도 평가 결과 고압 냉각 공정이 저압 냉각 공정보다 전력 사용량을 기준으로 산출한 이산화탄소 환산톤 배출 계수가 0.83 tCO₂eq 더 낮아 환경친화적 임을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 통해 향후 그린 암모니아 합성 공정에서 여러 상황에 적절한 설계안을 도출할 수 있는 데이터베이스를 확보할 수 있다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.115-120
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• 1999

본 연구에서는 실제 조건과 유사하게 모사된 사무실 공간을 대상으로 냉방시 급기 위치에 따른 기온, 기류속도, 복사온도를 측정하여 열환경을 평가하였다. 사무실 공간은 실제의 조건과 유사하게 인체, 조명, 사무기기의 부하를 전기히터로 모사했으며, 외기부하는 벽체에 설치된 열교환기를 통과하는 부동액의 온도를 제어함으로써 모사하였다. 실험 결과 냉방 조건에서는 바닥급기 방식의 경우 평균온도가 천장급기에 비해 낮아 에너지 절약 측면에서 유리함을 알 수 있었다. 그러나 천장급기에 비해 수직온도차가 크고 급기구 근처에서는 수직온도차에 의한 불쾌감과 빠른 기류속도에 의한 드래프트의 위험이 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1027-1031
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• 2014

외기냉수냉방 시스템은 공조나 산업공정에 사용되는 냉수를 저온의 외기를 이용하여 냉각하는 시스템으로 에너지를 절감하기위해 사용되며, 냉각시스템과 외기와 냉수가 열교환을 하는 드라이쿨러로 구성되어있다. 외기냉수냉방 시스템은 지속적인 냉방이 필요한 곳에 에너지절감효과가 뛰어나나 국내의 경우, 외기냉수냉방 시스템에 설계 기준과 자료가 미비하다. 따라서 본 연구에서는 상용프로그램 HYSYS를 이용하여, 드라이쿨러를 이용한 외기냉수냉방 시스템의 요소변화에 따른 성능을 비교 분석했으며 그 결과는 다음과 같다. 드라이쿨러의 냉각능력은 외기온도, 요구냉수온도, 열교환기의 LMTD (Logarithmic Mean Temperature Difference, 대수평균온도차)에 따라 변한다. 드라이쿨러는 외기온도가 낮을 수록 그 냉각능력이 증가하며, LMTD가 낮은 드라이쿨러가 LMTD가 높은 것에 비하여 고온의 외기온도에서 사용이 가능하였다. 외기온도가 극히 낮은 지역에서는 글리콜이 함유된 부동액을 사용해야하며 국내의 외기온도를 고려하였을 때, 글리콜농도 34%의 부동액이 적절한 것으로 판단된다. 냉동기에 적용될 작동유체의 경우, R22, R134a, R407C의 압축일을 비교했으며, R134a가 환경관련 규제와 에너지 사용측면에서 우수한 냉매로 사료된다.

• 동력기계공학회지
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• 제20권5호
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• pp.78-85
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• 2016

This paper considers the influence of internal heat exchangers to the efficiency of a refrigerating system using R170. These liquid-gas heat exchangers(internal or suction-line heat exchangers) can, in some cases, yield improved system performance while in other cases they degrade system performance. A steady state mathematical model is used to analysis the performance characteristics of refrigeration system with internal heat exchanger. The influence of operating conditions, such as the mass flowrate of R170, inner diameter tube and length of internal heat exchanger, to optimal dimensions of the heat exchanger is also analyzed in the paper. The main results were summarized as follows : the mass flowrate of R170, inner diameter tube and length of internal heat exchanger, and effectiveness have an effect on the cooling capacity, compressor work and RCI(Relative Capacity Index) of this system. Exception for the effect of inner diameter, the RCI of R170 with respect to refrigerant mass flowrate, the length and effectiveness of internal heat exchanger is about 2.1~3.3% higher than that of R13 at the same experimental conditions. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the R170 compression refrigeration cycle using internal heat exchanger.

• 한국가스학회지
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• 제7권2호
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• pp.22-32
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• 2003

Al-황동은 기계적 특성 및 열전도성이 우수하고 해수 중에서 표면 보호피막을 형성하므로 부식저항성이 높아 해수를 냉각수로 사용하는 선박용 열교환기의 세관재로 널리 사용되고 있다 Al-황동 세관은 실제 사용 환경에서 굽힘 등에 의한 소성변형된 상태로 사용되는 경우가 많다. 이와 같은 소성변형에 의한 Al-황동 세관의 균열 파손사례는 선박의 오일탱크 내의 가열코일, 각종 열교환기의 세관 등에서 흔히 찾아 볼 수 있다. 또한 세관의 확관에 의한 밀봉 방법에 따라 세관의 변형에 의한 잔류응력 및 어패류 혼입에 의한 해수 유입부의 국부적인 유속증가 등에 기인하여 Al-황동 세관의 균열 및 침식 등의 파손사례가 보고되고있다. 본 연구에서는 $3.5\%$ NaCl. + $0.1\%\;NH_4OH$ 수용액을 시험편 표면에 5 m/s로 액분사하의 가속실험에서 Al-황동 세관의 응력부식균열 거동에 미치는 응력의 영향에 대하여 고찰하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제11권2호
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• pp.109-115
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• 2005

하이드로사이클론은 다양한 산업 방면의 고$\cdot$액 분리를 위해 널리 사용되어왔다. 왜냐하면 하이드로사이클론의 적당한 응용으로 폭넓은 범위의 입자에 적용이 가능하기 때문이다. 불순물을 함유한 해수가 펌프나 열교환기로 흘러가면 그것은 해수 냉각시스템의 효율을 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 하이드로사이클론을 이용한 해수 냉각시스템에서 불순물을 분리하는 몇가지 방법을 제시했다. 설계의 영향을 미치는 인자로서 고체농도, 사이클론 입구압력, 하부배출구의 직경과 유량에 따른 하이드로사이클론의 분리효율에 대해 연구를 하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 고형물질의 농도가 감소할수록 고$\cdot$액 분리의 효율이 증가하였다. 2) 사이클론 입구압력이 증가함에 따라 분리효율이 증가하였다. 결과적으로 이 연구에서는 하이드로사이클론을 기계류 냉각시스템의 전처리장치로 사용한다면 엔진시스템에서 예상치 못했던 사고를 방지할 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2004년도 추계학술발표회
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• pp.109-115
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• 2004

하이드로사이클론은 다양한 산업 방면의 고$\cdot$액 분리를 위해 널리 사용되어왔다 왜냐하면 하이드로사이클론의 적당한 응용으로 폭넓은 범위의 입자에 적용이 가능하기 때문이다. 불순물을 함유한 해수가 펌프나 열교환기로 흘러가면 그것은 해수 냉각시스템의 효율을 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 하이드로사이클론을 이용한 해수 냉각시스템에서 불순물을 분리하는 몇가지 방법을 제시했다. 설계의 영향을 미치는 인자로서 고체농도, 사이클론 입구압력, 하부배출구의 직경과 유량에 따른 하이드로사이클론의 분리효율에 대해 연구를 하였다 이 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 고형물질의 농도가 감소할수록 고$\cdot$액 분리의 효율이 증가하였다. 2)사이클론 입구압력이 증가함에 따라 분리효율이 증가하였다. 결과적으로 이 연구에서는 하이드로사이클론을 기계류 냉각시스템의 전처리장치로 사용한다면 엔진시스템에서 예상치 못했던 사고를 방지할 수 있을 것이다.