• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.10-17
• /
• 2007

Design of experiments (DOE) technique has been used to design an exhaust heat exchanger to reduce the exhaust gas temperature under high load conditions in a spark-ignition engine. The DOE evaluates the influence and the interaction of a selected eight design parameters of the heat exchanger affecting the cooling performance of the exhaust gas through a limited number of experiments. The heat exchanger was installed between the exhaust manifold and the inlet of the close-coupled catalytic converter (CCC) to reduce thermal aging. To maximize the heat transfer between exhaust gas and coolant, fins were implemented at the inner surface of the heat exchanger. The design parameters consist of the fin geometry (length, thickness, arrangement, and number of fin), coolant direction, heat exchanger wall thickness, and the length of the heat exchanger. The acceptable range of each design parameter is discussed by analyzing the DOE results.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제29권4호
• /
• pp.460-468
• /
• 2005

Analyses of flow and heat transfer characteristics and shape optimization of internally finned circular tubes have been performed for three-dimensional periodically fully developed turbulent flow and heat transfer. CFD and mathematical optimization are coupled in order to optimize the shape of heat exchanger. The design variables such as fin widths $(d_{1},\;d_{2})$ and fin height (h) are numerically optimized by minimizing the pressure loss and maximizing the heat transfer rate for limiting conditions of $d_{1}=0.2\~1.5\;mm,\;d_{2}=0.2\~1.5\;mm,$ and $h=0.2\~1.5mm$. Due to the periodic boundary conditions along main flow direction, the three layers of meshes are considered. The flow and thermal fields are predicted using the finite volume method and the optimization is carried out by means of the sequential quadratic programming (SQP) method which is widely used in the constrained nonlinear optimization problem.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권8호
• /
• pp.4802-4808
• /
• 2014

본 판형 핀-관형 응축기는 기존의 냉장고에 적용돼오던 원형 핀 콘덴서보다 약 30 % 정도 가벼운 무게를 갖는다. 가벼운 무게는 곧 재료비 줄임을 의미하기 때문에 동일한 성능만 구현된다면, 관련 산업발전에 큰 영향을 줄 수 있다. 이러한 판형-핀 열교환기가 적용된 가정용 냉장고 응축기의 실용화 가능성을 조사하기 위해 실험적인 연구가 수행된다. 실험평가에는 원래 적용돼오던 원형 핀-관 열교환기를 포함하여 총 네 가지 유형의 열교환기가 사용되며, 실제 가정용 냉장고와 비슷한 운전 상태를 제공하는 정교한 냉매공급 장치가 이용되고, 각 실험 시료에 대해 열전달율과 공기측 압력손실 등이 정밀하게 측정된다. 실험결과, 판형 핀-관 열교환기의 열전달 성능은 기존의 원형 핀-관 열교환기보다 13% 이상 작은 것으로 나타났으나, 공기측 유로압력손실이 작고 단위질량당 열전달률이 우수한 것으로 나타났으며, 공기유속 증가와 유로 변경과 같은 최적화에 의한 동일 성능 구현의 가능성을 보여주는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권3호
• /
• pp.229-235
• /
• 2011

본 연구는 암모니아/물 혼합냉매를 이용한 압축/흡수식하이브리드 히트펌프 개발에 관한 연구이다. 히트펌프 사이클은 증기압축식과흡수식을 혼합한 개념으로 이단압축기, 흡수기, 재생기, 과열냉각기, 용액열교환기(SHX), 용액펌프, 정류기, 기액분리기 등으로 구성되어 있다. 압축/흡수식 히트펌프는 상변화 열교환과정에서 높은 온도구배를 이용하여 $90^{\circ}C$ 이상의 고온을 제조하기 위한 목적으로 고안되었다. 특히 흡수기에서의 응축과정은 비열변화로 인하여 온도변화에 비선형성이 뚜렷한데, 시스템 성능 최적화를 위하여는 흡수기의 설계가 중요하다. 본 연구에서는 다수의 판형열교환기로 흡수기를 구성하였는데 열교환기의 용량, 형태, 배치에 따른 성능특성을 실험적으로 관찰하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.13-20
• /
• 2021

The capacity optimization of the heat exchanger of the TEM dehumidifier was performed through numerical analysis. If the ratio of the size of heat exchangers on the cold and hot surfaces of the TEM is not appropriate, the larger the size of the heat exchanger results the lower performance and efficiency. Optimizing the ratio of heat exchangers on the cold surface of TEM can improve the performance and the efficiency compared to when the ratio is 50%. The optimal proportion of cold surface heat exchangers is inversely proportional to the sum of the size of the heat exchangers on the cold and hot surfaces. When the optimum ratio of cold surface heat exchanger was applied, the larger the sum of size of the two heat exchangers results the greater the improvement of the performance and efficiency, compared to when the ratio of cold surface heat exchangers is 50%.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
• /
• 한국에너지공학회 1996년도 추계학술발표회 논문집
• /
• pp.98-103
• /
• 1996

석탄가스화복합발전소내 공기분리장치와 연계된 가스터빈 공기압축기의 성능병화를 예측할 수 있는 해석방법을 제안하였다. 공기분리장치와 연계된 가스터빈용 공기압축기의 성능변화는 유선곡률방법과 압력손실모델을 결합한 해석방법을 사용하였으며, 예측결과들을 실제 압축기성능 시험 결과와 비교하여 예측정확도를 검증하였다. 제안된 압축기성능 해석방법을 근간으로, 압축기와 공기분리장치의 연계조건인 열교환기의 핀치포인트 온도차, 추출공기량 및 추출 공기압력이 압축기 성능변화에 미치는 영향을 정량적으로 예측하였다. 공기추출량이 늘어나거나 핀치포인트 온도차가 커질수록, 압축기의 압축비 및 소요동력은 증가하나, 압축기 효율은 공기추출량의 증가에 따라 고압공기추출시에는 저하되고, 저압공기추출시에는 향상되었다. 더 나아가, 압축기의 일반화된 성능특성곡선의 제시를 통해, 압축기 효율을 극대화 할 수 있는 압축기/공기분리장치 간 연계조건의 최적화를 시도하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.1881-1882
• /
• 2006

표준형 원자력발전소에서는 원자로 내의 핵연료 봉으로부터 발생하는 열에너지를 열교환기인 증기발생기로 전달하는 원자로냉각재 계통이 있다. 핵연료 봉을 적절한 냉각 상태로 유지하기 위하여 원자로냉각재의 온도와 압력뿐만 아니라 체적을 제어하고 있다. 원자로냉각재 체적은 용량이 큰 반면에 제어하는 밸브의 크기는 작아서 제어 응답이 길어서 현장에서 경험적으로 튜닝하는 것은 매우 어렵다. 본 논문에서는 체적제어루프의 수학적인 모델링을 통하여 오프라인으로 최적 제어 파라미터를 찾고, 실제 적용한 결과를 보여준다. 제어루프 모델링을 위하여 일반화 프로세서 모델 식으로부터 실제 운전 데이터로 모델 파라미터를 결정하는 경험적 방법을 사용하였다. 이로부터 구한 제어 파라미터를 실제 적용한 결과, 적절한 제어 응답을 얻었으며 모델링 과정이 적절하였음을 확인하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
• /
• 한국에너지공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.201-207
• /
• 2000

This study was carried out to optimize burner and heat exchanger of the condensing gas boiler which can save energy by utilizing latent heat of combustion gas and reduce pollutant in exhaust gas. The heat exchanger of the gas boiler was composed of three parts, which were an upper. lower , and coil heat exchanger . The upper heat exchanger was placed outside of the premixed burner and a lower heat exchanger was located under the upper heat exchanger. And, coil heat exchanger rounded the outer surface of an upper and lower heat exchanger. The boiler designed by this research reaches turn-down ratio 4 : 1 in the domain of equivalence ratio 0.75-0.8 and thermal efficiency of 97% . Emission of NOx and CO concentration was under 20ppm and 140ppm at equivalence ratio 0.8 . When diameter of the burner replace 60mm by 50mm. emission of CO was reduced about 50ppm remarkably.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1178-1185
• /
• 2011

In the present study, a recuperator is suggested to improve the thermal efficiency of a micro gas turbine. Primary design parameters of the recuperator are determined from the ideal cycle analysis. The counter flow plate-fin heat exchanger with offset strip fins is chosen as the type of the recuperator. In order to satisfy the design constraints which are the minimum effectiveness and the maximum pressure drop, the optimization for the internal structure of the recuperator is performed with varying the fin spacing and the fin height of offset strip fins. Also the effects of the thermal conductivity of fins and separation plates and the longitudinal heat conduction on the thermal performance of the recuperator are investigated.

• 한국가스학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.44-52
• /
• 2024

본 연구에서는 유기성 폐기물로부터 생산되는 바이오가스를 이산화탄소 제거 없이 직접 이용하여 바이오가스 전처리 및 정제 공정 비용을 절감하여 수소를 생산하는 공정의 모델을 구축하고 열교환망 최적화를 통해 공정비용 최소화, 수소 생산량 및 최종 배가스 온도 최대화를 목표로 공정 모사를 진행하였다. 공정 최적화 결과 열교환기 개수 제한조건을 충족하면서 최종 배가스 온도를 최대화하는 공정모델이 가장 효율적임을 확인하였다. 본 연구의 결과는 바이오가스 직접 이용 수소 생산 공정의 상용개념설계에 활용되어 바이오가스의 청정수소 에너지 전환기술 확대에 기여 가능할 것으로 판단된다.