• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.9-15
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• 2017

When applying geothermal systems in cities such as seoul where high density development prevails, the selection of geothermal system capable of obtaining a large capacity in the limited grounds is necessary. In this study, an easy-to-use design tool is developed in the form of spreadsheet by applying the calculation theory of existing closed-loop vertical ground heat exchanger that can be used in the early design stage of the open-loop ground heat exchanger. By only using the maximum cooling and heating load, it is possible to calculate optimal design open-loop ground heat exchanger. Further research is needed, we are plan to improve the program considering the heat loss of groundwater flowing in the inner casing, G-Function for Open-Loop, and verification by applying actual projects.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.115-118
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• 2010

공기 가열 장치는 크게 연소식과 열교환식 2가지가 있으며, 본 논문은 공기를 오염시키지 않은 열교환 방식인 청정 공기 가열 장치의 설계 방법을 기술하였다. 가열 장치는 크게 연소기 (Burner), 가열로 (Furnace), 열교환기 (Heat Exchanger), 배기구로 구성되어 되며, 가열되는 공기 유량과 입/출구 온도값으로부터 가열원인 연소기의 열용량과 연소기 연료인 LNG의 소요량을 구한다. 열교환기 내부에서 연소기의 뜨거운 연소가스와 가열되는 차가운 공기간의 열매체를 통한 간접 열교환이 이루어지므로, 가열되는 공기의 입/출구 온도에서 열교환기의 용량, 크기, 작동 최대 온도를 얻을 수 있게 된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.19-26
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• 1999

수소 액화시스템의 중요한 구성요소인 열교환기를 이중관 형태로 설계 제작하여 극저온 영역에서의 유용도를 실험적으로 측정하였다. 이중관 열교환기의 내관과 내 외관 사이의 환상 공간으로 수소를 공급하고, 온도와 압력, 유량을 측정하였다. 측정된 온도와 유량으로부터 유용도를 환산한 결과, 열교환면적이 증가함에 따라 열교환기의 유용도는 증가하였다. 또한 저온 수소와 고온 수소의 열용량비가 감소함에 따라 열교환기의 유용도는 증가하나 유용도의 증가폭은 감소하였다. 따라서 본 연구에서는 수소 액화시스템에 필요한 유용도를 얻기 위한 열교환기의 길이 및 열용량비의 선정 기준을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1111-1116
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• 2011

열교환기는 자동차, 공조시스템 및 기타 다양한 산업시설에 이용되고 있어 그 수요가 매우 넓다. 보통 고효율의 루버핀 열교환기는 비오염 환경에 많이 사용되고 파형핀 열교환기는 건설 현장 등 오염이 문제가 되는 곳에 사용된다. 본 논문에서는 공기측과 오일측에 각기 다른 형태의 격자를 사용할 수 있는 듀얼셀 모델을 이용하여 오일쿨러나 연료쿨러에 쓰이는 전형적인 열교환기에 대한 방열 성능을 수치해석하였다. 먼저 풍동 실험을 통한 열교환기 방열성능 실험을 수행하여 1차원 방열성능 데이터를 확보하였다. 다음으로 3차원 수치해석 듀얼셀 열교환기 모델을 이용하여 통과 풍량에 따른 열교환량을 예측하였다. 이러한 모델은 통과 풍속의 불균일도에 따른 열교환량을 예측할 수 있어 방열설계 정확성 향상에 크게 기여할 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.245-253
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• 2010

본 연구에서는 물의 증발잠열을 이용한 새로운 형태의 미니채널 열교환기의 제작 및 시험결과를 제시하였다. 서로 다른 세가지 형태의 물 유로를 가지는 열교환기를 제작하여 주어진 설계조건에서 실험을 통해 서로간의 냉각성능 및 압력손실 효과를 확인하였다. 고려된 세 가지 형태의 물 유로 형상에 대한 실험 결과 완전식각된 Type 2 열교환기의 공기 냉각성능이 가장 우수한 것으로 확인되었으며, 따라서 향후 제작성 및 열교환 성능을 고려하면 Type 2를 채택하는 것이 타당할 것으로 생각된다. 그러나 고온조건에서의 실험 결과 Type 1의 성능도 우수한 것으로 확인되어 고온조건의 운용을 고려할 경우에는 Type 1에 대한 추가의 성능 및 특성 확인시험을 통한 보다 면밀한 분석이 필요하다. 본 연구로 개발된 열교환기는 항공기용 환경조절장치 적용을 목표로 하였으며, 특히 공간과 중량의 제한이 있는 이동시스템 내에서 유한한 시간동안 외부로부터 냉매의 추가 공급 없이 많은 열을 흡수해야 하는 경우에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.925-933
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• 2014

오늘날 고성능컴퓨터로 인해 많은 산업분야에서 전산해석이 사용되고 있다. 하지만 정해진 컴퓨터자원과 시간에 의해 3 차원 풀 스케일 해석에서는 많은 어려움 등이 있다. 본 연구에서 ${\varepsilon}-NTU$ 식과 열교환기 성능의 데이터베이스를 이용해 열교환기의 성능예측프로그램을 개발하였다. 다양한 타입의 열교환기 형상정보와 성능데이터베이스를 구축하였고, 이를 바탕으로 정해진 작동 조건에서 열교환기의 성능을 계산하였다. 계산된 정보를 바탕으로 최적의 사이즈를 갖는 형상을 찾기 위해 유전알고리즘(Genetic Algorithm)을 이용하였다. 계산을 위해 상용 소프트웨어인 MATLAB 과 REFPROP 이 사용되었다.

• 기계저널
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• 제35권9호
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• pp.836-847
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• 1995

파울링은 열교환기에 형성되는 열저항으로 에너지 손실에 많은 영향을 미친다. 그러나 파울링은 그 예측이나 감소 또는 제거가 매우 어려운 것으로 인식되어 왔다. 작동유체자체를 철결하게 유지함으로써 파울링을 감소할 수도 있으나 작동유체 자체의 특성 때문에 본질적으로 작동유체를 청결하게 유지할 수 없는 경우가 대부분이다. 즉, 폐열 회수의 대상이 되는 액체가 하천수나 생 활하수인 경우 작동액체를 청결하게 유지함으로써 파을링을 저감시피는 방법은 타당치 않다.일 본의 폐얼회수 프로젝트와 담수화 프로젝트에서 특이한 점은 두 가지 프로젝트에서 열교환기면의 파울링 문제 해경을 전열 촉진의 내용과 거의 비슷한 비중으로 다루고 있다는 점이다. 파울링은 오래 전부터 열시스템설계자의 주요 관심사였으나 큰 진전은 없었다. 그러나 현재는 주변기술이 발달로 더 이상 연구 불가능 영역은 아닐 듯 싶다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권1호
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• pp.51-57
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• 2012

본 연구는 컴팩트한 열교환기의 설계를 위하여 열교환기 내의 원형 단면 도관의 유변 유체의 압력 강하 및 대류 열전달률을 수치해석적으로 수행하였다. 유변 유체의 구성방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 수정 멱법칙 모델을 채택하였다. 도관 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 수정 레이놀즈 수의 곱은 기존 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 유변 멱법칙 영역에서 각각 0.01% 및 0.004% 내에서 일치함을 보였고 유변 수정멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 유변 유체를 열교환기 내의 원형 단면 도관 내에서 사용하면 뉴톤 유체보다 최대 58%의 압력강하를 감소시켰고 최대 9%의 대류 열전달 증가을 발생시킬 수 있었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.352-357
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• 1995

원자력발전소 화학 및 체적제어계통의 일부인 밀봉수주입계통은 원자로 냉각재펌프 밀봉장치로 일정한 온도 범위의 밀봉수를 공급하여 밀봉장치의 건전성 및 원자로 냉각재 계통의 압력경계를 유지한다. 그러나 발전소 과도상태시 밀봉수 주입온도가 허용범위를 벗어나게 되면 온도조절기 폐쇄신호에 의해 밀봉장치로의 밀봉수 주입이 차단될 수 있다. 본 연구에서는 발전소 과도시에도 밀봉수 주입이 지속적으로 가능한 설계개선 방안으로 밀봉수주입 열교환기 주위에 우회라인을 설치하는 방안을 제시하고 밀봉수주입 열교환기 내에서의 비정상 열전달 현상을 수치해석을 이용하여 분석하였다. 계산은 속도장을 정상 상태인 power-law분포로 가정하고 시간 t=0에서 입구온도가 급격히 변하는 과도시 우회 유량 및 시간 변화에 대한 온도분포, 국부 Nusselt 수, 평균온도 등을 구하였다.

• 한국기계기술학회지
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• 제13권4호
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• pp.23-30
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• 2011

본 연구는 산업용 열교환기 및 상용 파이프의 최적 설계를 위하여 열교환기 내의 사각형 단면 파이프의 shear-thickening 비뉴톤 유체의 압력강하 및 대류 열전달률을 수치해석적으로 수행하였다. shear-thickening 유체의 구성 방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 확장 멱법칙 모델을 채택하였다. 파이프 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 확장 레이놀즈 수의 곱은 기존 연구의 비교자료와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.018% 및 0.06% 내에서 일치함을 보였고, 대류 열전달률을 의미하는 뉴셀트 수는 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.025% 및 0.14% 내에서 일치함을 보였다. 비뉴톤 확장 멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 shear-thickening 유체를 열교환기 또는 상용파이프 내의 사각형 단면 파이프 내에서 사용하면 유동지수(n)에 따라서 뉴톤 유체보다 최대 160%의 압력강하를 증가시켰고 최대 14%의 대류 열전달 감소를 발생시킬 수 있었다.