• 한국음향학회지
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• 제14권6호
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• pp.13-20
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• 1995

본 논문에서는 열음향 냉장시스템을 실제로 설계, 제작하고 그 동작을 확인하였다. 제작된 시스템은 4인치의 중음부 스피커로 구동되며 스피커 하우징, 챔버, 스택하우징, 스택, 열교환기, 가는관, 그리고 공명구로 구성되었으며 내부에 10기압의 He을 채워 실험하였다. 실행 중 온도하강측정을 위하여 T 타입의 열전쌍을 열교환기에 부착하였고, 내부음압측정용 콘덴서 마이크로폰을 장착하였다. 스피커의 열손상을 막고 고온 열교환기를 냉각시키기 위하여 냉각수를 공급하였다. 실제 실험을 위하여 제작된 열음향기관의 전기적인 임피던스를 측정하여 공진특성을 파악하였는데, 실험 결과 설계치와는 약간 다르게 340Hz로 구동하는 것이 효율적이었다. 이러한 해석을 기초로 실제 냉장실험을 수행한 결과 $30^\circ{C}$의 조건하에서 340Hz, 50W로 구동하였을 때 $16^\circ{C}$의 냉장효과를 관찰하였다. 관찰된 냉각효과와 설계치의 차이를 규명하기 위하여 제작된 열음향기관의 미비점을 고찰하였는 바, 냉각부의 단열이 제일 중요한 문제임을 파악하였으며 그외의 보완이 필요한 사항은 이후의 진행될 연구의 과제로서 제시하였다.

• 에너지공학
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• 제25권2호
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• pp.21-28
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• 2016

본 연구는 국내 상업용 대형 가스오븐 시스템 개발을 목표로 연소기의 연소조건에 대한 수치해석 및 실험을 통해 적정 당량비를 결정한 후 공급열량(20,000 kcal)에 적합한 열교환기를 설계하고 대류 팬 제어방법을 검토하여 상업용 대형 가스오븐 시스템 설계 및 최적운전조건을 도출하는 것이다. 실험결과 당량비는 0.82가 가장 적절하였고 오븐 내부 중앙지점의 온도가 $200^{\circ}C$까지 도달하는데 걸리는 시간은 대류 팬의 회전방향이 반시계방향일 때 시계방향 보다 단축되었다. 또한 오븐 내부의 온도를 균일하게 유지하기 위해서는 대류 팬 제동장치가 필요하였다. 오븐 내부의 승온구간과 온도유지구간 동안 배출되는 배기가스의 열량을 통해 시스템 효율을 비교한 결과 전열면적이 큰 열교환기를 설치한 시스템의 효율이 높게 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1123-1128
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• 2009

이 논문은 천연냉매를 사용하는 내부 열교환기 부착 캐스케이드 냉동시스템의 작동변수에 대한 기초 설계자료를 제공하기 위해서 본 사이클 성능 특성을 파악하고자 한다. 이 사이클은 R290, R1270, R600a 그리고 에탄과 같은 냉매를 사용하는 저온사이클과 이산화탄소를 사용하는 고온사이클로 구성된다. 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 고온측 사이클에는 R744 냉매를, 저온측 사이클에는 R600a를 적용할 경우 가장 높은 성적계수를 나타내었고, 내부 열교환기의 설치 위치에 대한 부분에 대해서는 고온측 사이클에만 내부 열교환기를 설치할 경우 캐스케이드 냉동시스템의 성적계수가 가장 높게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1119-1126
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• 2011

기존 마이크로채널 열교환기는 한 플레이트에 고온 또는 저온, 한 종류의 유체만이 흐르고 있다. 채널 내부를 흐르는 유체의 수직 방향으로는 다른 종류의 유체가 존재하지만, 수평 방향으로는 같은 종류의 유체가 존재한다. 그로 인해 수평 방향의 열전달률은 수직 방향에 비하여 낮게 나타나게 된다. 열교환기 성능 향상을 위하여 한 플레이트에서 고온, 저온 유동이 번갈아가며 존재하는 새로운 채널 배열을 제안하였다. 새로운 채널 배열을 위해서는 특별한 입구 및 출구 설계가 필요하다. 제안된 채널 배열을 통하여 기존 열교환기보다 높은 열전달률을 얻을 수 있다. Reynolds 수와 Prandtl수가 증가할수록 새로운 채널 배열로 인한 열 성능 향상이 증가하고, 고체와 유체의 열전도계수 비가 증가할수록 열 성능 향상은 감소한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.881-887
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• 2014

본 연구에서는 micro-gap 판형 열교환기 내부의 열유동 특성에 대한 수치해석을 수행하였다. 특히 유량 조건에 따라 열교환기의 주 채널로부터 각 micro-gap 으로의 유동분배에 대한 유동관성의 영향에 대하여 조사하였다. 열교환기 주 채널의 유동을 레이놀즈 수 100 부터 10000 까지 변화시키며 그에 따른 각 micro-gap 으로의 유동분배와 온도분포의 불균일 정도를 평가하였다. 수치해석 결과 유동분배는 유동관성에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타났으며, 관성 효과를 감소시킬 수 있는 헤더 설계를 통해 유동분배 불균일 정도를 줄일 수 있었다. 또한 micro-gap 을 통과한 유체의 온도분포의 불균일 정도는 주유량이 증가함에 따라 증가 후 감소 추세를 나타냈다.

• 기계저널
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• 제53권6호
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• pp.46-50
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• 2013

유동층기술은 물리반응 공정, 화학반응 공정, 에너지 변환공정 등 다양한 산업 분야에 오랫동안 적용되어 왔다. 이 글에서는 여러 산업분야 중 최근 환경 분야에 적용된 유동층 반응기 설계기술, 특히 건식흡수제를 이용한 다단 $CO_2$ 포집공정용 유동층 반응기 설계를 위한 유동층 열교환기 설계 기술에 대해 소개 하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.767-773
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• 2017

인쇄기판형 열교환기는 금속박판에 유체의 유로를 형성하여 고온고압 환경에서 금속분자의 확산을 이용하여 접합하는 방식으로 제작하므로 고온고압 유체의 열교환에 유리한 장점을 가지고 있다. 또한 금속박판에 유로를 미세하게 식각하여 형성시킬 수 있으므로 단위체적당 전열면적을 크게 할 수 있어 열교환 집적도가 향상되어 고효율의 열전달 효과를 낼 수 있다. 집적도를 향상시키기 위해서는 금속부분을 줄일수록 유리하나 미세채널 내에 고압 유체가 흐르게 되면 압력에 의한 변형이 발생할 수 있으므로 채널간 금속박판의 변형이 일어나지 않도록 채널 형상 및 구조를 설계하여야 한다. 또한 미세채널이 모여서 배관으로 연결되는 헤더 부분의 내압설계도 중요하다. 본 연구에서는 기존 내압규격을 이용하여 운전 조건에 따라 인쇄기판형 열교환기를 설계할 수 있는 방법론을 제시하고 유동조건에 따른 전산해석을 통하여 설계 결과를 검증해 보고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.5-14
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• 2013

지중 토양의 열 물리적 성질 중 열전도도(thermal conductivity)는 지열 히트펌프 시스템(ground-coupled heat pump systems)의 지중열교환기 설계 과정에서 매우 중요한 변수다. 토양의 열전도도는 3상 구조로 인해 함수비와 건조밀도의 영향을 많이 받는다. 본 논문에서는 수평형 지중열교환기의 트렌치 뒤채움재로 사용되는 9종류의 토양(모래-물혼합물)을 대상으로 열전도도 측정결과와 기존 상관식에 의한 계산결과를 비교하였다. 건조토인 경우, 2상 구조의 열전도도 예측모델인 준이론 모델에 의한 열전도도 계산 결과는 측정 결과와 큰 차이를 보였다. 불포화토인 경우, 기존 모델 중 Cote와 Konrad가 제시한 모델에 의한 계산 결과가 측정 결과와 가장 잘 일치하였다. 또한 토양의 열전도도와 함수비, 종류 등이 수평형 지중열교환기의 설계 길이에 미치는 영향을 고찰하였다. 뒤채움재로 사용되는 토양의 열전도도가 증가할수록 수평형 지중열 교환기의 설계 길이는 감소하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권3호
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• pp.87-93
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• 2018

Ground source heat pump(GSHP) system is one of the high efficiency heat source systems which utilizes the constant geothermal energy of a underground water or soil. However, the design of conventional GSHP system in the domestic market is dependent on the experience of the designer and the installer, and it causes increase of initial installation cost or degradation of system performance. Therefore, it is necessary to develop a guideline and the optimal design method to maintain stable performance of the system and reduce installation cost. In this study, in order to optimize the GSHP system, design factors according to ground heat exchanger(GHX) type have been examine by simulation tool. Furthermore, the design factors and the correlation of a single U-tube and a double U-tube were analyzed quantitatively through sensitivity analysis. Results indicated that, the length of the ground heat exchanger was greatly influenced by grout thermal conductivity for single U-tube and pipe spacing for double U-tube.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.121-127
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• 2023

본 연구에서는 질소화합물을 최적으로 줄일 수 있는 SCR에서 설계 조건과 CFD 해석 결과를 비교해 검토하고자 한다. 이를 위해 보일러의 쉘과 튜브 영역에 대해 설계 기준을 만족하고 있는지 CFD을 이용하여 해석하고 비교하였다. SCR 시스템에서 해석영역은 쉘 측은 가스·공기 열교환기 입구에서 출구까지이고, 튜브 측은 가스·공기 열교환기의 8개 튜브로 설정하였다. CFD 해석을 통해 SCR 시스템의 1차 촉매 면에서 가스의 속도 분포는 2.7%로 설계되었고, NH3/NOx 몰비 분포는 3.7%로 설계 기준을 만족하였다. 또한, 온도 분포의 균일성을 확인하였고 요구 조건인 260℃ 이상을 만족하였다. 촉매에 유입되는 가스의 각도는 2.9도로 설계 조건을 충족하였고, 그리고 발생하는 압력손실도 설계 요구조건을 만족하였다. 이러한 CFD 해석을 통해 각 영역별로 요구되는 설계조건을 만족하여 설계되어 최적으로 운전되고 있음을 확인하였다.