• 한국가시화정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.69-76
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• 2021

Printed circuit heat exchanger (PCHE) is a compact heat exchanger with good heat transfer performance, high structure integrity, and reliability over a wide range of temperatures and pressures. Instead of the traditional zigzag and straight shape channel, the sinusoidal shape channel was adopted in this study to investigate the relation of thermal-hydraulic performance and waviness factors (period and amplitude). The local flow characteristics and the heat flux distribution were compared to verify the effects of period and amplitude on heat transfer performance. As the period of channel becomes shorter, the rapid change of the flow direction can produce high flow separation around the corner leading to the disturbance of the boundary layer opposite wall. The nonuniform distribution of flow velocity appeared around the corner positions can promote fluid mixing and lead to higher thermal performance. An evaluation index was used to compare the comprehensive performance of PCHE considering the Nusselt number and Fanning factor. Based on the simulation results, the optimal design parameters of PCHE channel shape were found that the channel with an equivalent bending angle of 15° offers the highest heat flux capacity.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제10권4호
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• pp.297-303
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• 1981

Optimal design of shell and tube heat exchanger system with the working fluids which may condense outside the tubes has been carried out under specified inlet and outlet conditions. Independent variables such as number of parallel series, tube diameter, distribution pitch, tube side pressure loss, baffle cut and shell side pressure loss as well as dependent variables such as shell diameter, number of tubes, number of serial series and number of baffles were all characterized according to the standard. Exhaustive search method was used to construct a computer program together with the calculation of heat transfer rate by LMTD method. stress analysis of maj or parts was made to examine their dimensions satisfying heat transfer and pressure loss requirements. Cost estimation based on the installation, operation and maintenance was also made, A few representative variables, heat transfer area, shell diameter and pressure loss, were used to express cost function, finally giving the optimal selection of all tentative solutions.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.125-125
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• 2017

본 연구에서 원추형 태양열 집광기의 흡수관 표면의 흑색 도색 여부에 따른 효율분석을 수행하였다. 원추형 집광기 시스템은 열 손실 최소화 및 집광비가 우수한 $45^{\circ}$의 원추각을 갖는 원추형 집광기를 설계 및 제작하였다. 원추형 태양열 집광시스템은 열매체 축열을 위한 온도센서가 내장된 축열조와 태양에너지를 집열시키는 원추형 집광기, 유량측정을 위한 유량계, 열매체의 강제순환을 위한 펌프로 구성되어있다. 또한 지속적인 태양추적을 위해 2축 태양 추적 장치를 설치하였다. 흡수관은 원추형 집광기의 중심부에 설비되었으며, 열매체의 순환을 위해 이중 열교환기 구조로 제작되었다. 흡수관의 길이는 열 손실을 최소화하기 위하여 집광기의 높이와 동일하게 설계하였다. 원추형 집광시스템의 작동유체인 물은 펌프에 의해 흡수관과 축열조를 강제순환 하게되고, 용량이 70L인 축열조에 흡수관으로부터 흡수된 태양 복사열이 저장된다. 원추형 집광시스템의 성능실험은 청명한 날 유량 2L/min, 4L/min, 6L/min에 대해 수행되었으며, 집열효율을 계산하여 비교 및 분석하였다. 흑색으로 도색된 흡수기를 부착한 원추형 집광시스템의 집열효율은 82.25%로 나타났으며, 무 도색 흡수관을 갖는 원추형 집광시스템은 73.26%의 집열효율을 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 흡수관 표면의 흑색 도색이 원추형 집광시스템의 집열효율에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 설비공학논문집
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• 제16권1호
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• pp.42-53
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• 2004

An experimental study on the refrigerant-side pressure drop of slit fin-tube heat exchanger has been carried out. A comparison was made between the predictions of previously proposed empirical correlations and experimental data for the pressure drop on design conditions of condenser in micro-fin tube for R22 and its alternatives, R407C (R32/125/134a, 23/25/52 wt.％) and R410A (R32/125, 50/50 wt.％). Experiments were carried out under the conditions of inlet refrigerant temperature of 6$0^{\circ}C$ and mass fluxes varying from 150 to 250 kg/$m^2$s for R22, R407C and R410A. The inlet air conditions are dry bulb temperature of 35$^{\circ}C$, relative humidity of 40% and air velocity varying from 0.68 to 1.43 m/s. Experiments show that pressure drop for R410A and R407C were 17.8∼20.2％ and 5∼6.8％ lower than those of R22 respectively for the degree of subcooling of 5$^{\circ}C$. For the mass fluxes of 200∼250 kg/$m^2$s, the deviation between the experimental and predicted values for the pressure drop was less than $\pm$20％ for R22, R407C and R410A.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권5호
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• pp.556-560
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• 2001

배관의 관벽투과 특성을 지닌 원격장 와전류 비파괴 검사법은 열교환기 세관 검사에서부터 천연가스 수송관에 이르기까지 다양한 형태의 배관과 결함을 대상으로 적용 연구가 진행되고 있다. 공칭 외경 100mm의 주철관은 주로 상수도 관로의 배수관으로 활용되고 있는데, 차량 진동과 부식에 의한 결함의 생성으로 정수의 누수 문제를 일으킨다. 그러나, 탐상 경제성 및 효용성 문제로 관내 검사장치 투입과 같은 직접적인 검사 방법의 수행이 제한되어 왔다. 원격장 와전류 방법은 시스템 구성이 용이하고 내 외부 부식 결함에 대한 정량적인 평가가 가능하기 때문에 경제성 있는 장치 개발이 가능하다. 본 연구에서는 원격장 와전류 기술을 이용하여 상수도 관망의 특성을 고려한 매설 배관 검사시스템 개발을 수행하였다. 세부적으로는 관내 투입 원격장 와전류 검사의 기구부 설계 및 제작, 원격장 와전류 신호의 획득 및 처리 프로그램 개발, 그리고 개발 장치의 운용 방법 및 절차 검토 등으로 되어 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권12호
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• pp.1202-1208
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• 2010

추진제가 배출되는 동안 발사체 추진제탱크의 압력을 유지하기 위해 필요한 가압가스의 요구량을 예측하는 것은 가압시스템의 설계를 위해 반드시 필요하다. 추진제탱크로 유입되는 가압가스의 온도는 가압가스의 요구량에 가장 큰 영향을 미치는 요소로서, 저장탱크의 무게, 열교환기의 크기 등 가압시스템의 개발에 있어 중요한 설계기준이 된다. 이에 극저온 추진제탱크 내에 저장된 추진제를 가압하여 배출하는 실험을 수행하였고, 가압가스 온도 조건에 따른 가압가스 요구량과 얼리지 온도분포를 측정하였다. 그 결과 가압가스의 온도가 높을수록 요구량 자체는 감소하였지만, 이상적인 가압가스 요구량 대비 실제 필요량의 비율은 증가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권6호
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• pp.27-30
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• 2010

본 논문은 LNG 냉열에너지를 이용한 지역집단 냉방에너지 시스템을 공급하기 위한 시스템 공정설계에 관한 연구이다. 새로이 개발한 LNG 냉방시스템은 여러 개의 열교환기, LNG 저장탱크, 열매체 저장탱크, 여러 개의 냉열에너지 저장탱크, 가스냉방기, 압축기, 정압기, 저온 및 고온에너지 공급배관 등으로 구성되도록 설계하였다. 또한, 가스냉방기는 여름철에 도시가스 소모량에 의해 충분하지 못한 LNG 냉열에너지를 안정적으로 공급하기 위해 설치되었다. 냉방에너지 공급시스템은 공기라는 열매체와 200kcal/kg의 냉열에너지를 가진 LNG 사이의 열교환 작용에 의해 냉방에너지를 공급하는 효율성과 안전성을 함께 갖추고 있다. 또한, LNG 냉열에너지를 이용한 지역집단 냉방에너지 공급시스템은 공기중으로 CO2나 프레온 가스를 방출하기 않는다는 장점을 간고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.5-14
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• 2016

최근 들어 경제적이고 친환경적인 에너지 활용을 위하여 지열에너지의 필요성이 점차 증대되고 있다. 특히 지열히트펌프 시스템(geothermal heat pump system)으로 불리는 지열 냉난방 시스템의 적용성이 계속 확대되고 있다. 이러한 지열히트펌프 시스템에서 지반의 열전도도와 열확산계수와 같은 지중 열물성은 설계 과정에서 매우 중요한 변수이기에 현장 열응답 시험(thermal response test)을 통해 지반의 열전도도를 산출해야 한다. 본 논문에서는 U와 2U 타입의 지중 열교환기를 매립지 지반에 설치한 후 48시간 동안 현장 열응답 시험을 수행하였으며 지반의 열전도도 뿐만 아니라 지반의 열확산계수를 비선형 회귀분석을 통해 산정할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 지중 열교환기가 설치된 지반의 시료를 채취하여 실내 열물성 실험을 수행하였으며 이를 현장 열응답 시험을 통해 도출된 지반의 열전도도 및 열확산계수 값과 비교하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.197-201
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• 2017

대부분의 어선에서는 포획된 어류를 관리하고 저장하기 위해 얼음 냉각 시스템을 사용한다. 그러나 얼음 냉각 시스템은 작동 시간의 제한뿐만 아니라 적절한 온도와 염분 농도를 유지하는 것이 어려운 단점이 있다. 본 연구의 목적은 어류 운반선의 어창에 적정한 해수온도 유지를 위한 해수 냉각 시스템용 만액식 증발 열전달 특성을 파악하는데 있다. 실험은 냉매의 해수 온도, 유량 및 포화 온도의 변화를 주며 열전달 특성을 파악하였다. 동일 열유속에서 Aluminium-Brass tube가 Copper-Nickel tube 보다 외측 열전달계수가 약 10% 큰 것으로 확인할 수 있었으며, 이를 통해 해수용 열교환기의 전열관으로 Aluminium-Brass를 적용하는 것이 열전달 측면에서 효과적일 것을 확인할 수 있었다. 만액식 단관 열전달계수와 18 kW급 만액식 해수냉각시스템의 총괄열전달계수의 비교를 통해 동일 조건에서는 25%정도 단관의 열전달계수가 큰 값을 나타내었으며, 이러한 결과는 만액식 관군 열교환기의 설계를 위한 중요한 자료가 되리라 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.783-789
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• 2012

본 연구에서는 나선형 튜브내의 난류 열전달 및 하중 특성을 수치해석 방법을 이용하여 파악하였다. 열교환기와 같은 공학적 설비에서 관내 열전달을 향상시키기 위해 튜브의 형상을 나선형으로 설계한다. 이에 나선형 튜브내의 열전달 및 난류 특성에 대한 많은 실험적 연구가 이루어 졌으나, 대부분의 연구가 압력 강하 및 열전달 상관관계에 초점이 맞추어 진행되었다. 나선형 튜브내의 유동은 원심력에 의해 튜브 바깥쪽에서는 상대적으로 높은 열전달 및 전단응력이 발생하지만, 안쪽에서는 낮은 열전달 및 전단응력이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 튜브의 원주방향으로 발생하는 전단 응력 및 Nusselt 수의 변화를 Reynolds 수와 나선 코일의 지름을 변경하며 정량적으로 살펴보았다. 나선 코일 안쪽에서 국부적인 전단응력과 열전달율이 크게 낮게 특정되었으며, 이는 튜브 재질의 안정성에 영향을 미칠 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 마찰계수와 Nusselt 수에 대한 기존 상관관계식을 검증하였으며, 직관에서의 마찰계수와 Nusselt 수의 상관관계식이 나선형 튜브의 형상에도 적용될 수 있음을 관측하였다. 본 연구의 결과는 열교환기나 증기발생기의 안전성 평가를 위해 중요한 데이터로 활용될 수 있을 것이다.