• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.933-938
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• 2011

본 연구는 비예혼합화염보다 화염길이가 짧고 당량비 조절을 통해 NOx 및 CO 배출량을 제어할 수 있는 예혼합방식의 버너를 설치하고, 버너와 열교환기 사이의 거리가 각각 30, 40, 50mm인 3종의 열교환기에 대해 당량비를 변화시킬 때 NOx 및 CO의 배출특성을 비교하고 열교환기의 열전달특성을 검토한 것이다. 실험결과 버너와 열교환기의 거리변화와 관계없이 당량비가 증가할수록 화염온도가 높아져 NOx 및 CO 배출량도 증가한다. 또한 CO 배출량은 버너와 열교환기 사이의 거리가 가까울수록 높게 나타난다. 본 실험범위에서 A type 열교환기(버너와 열교환기 사이 거리 30 cm)를 당량비 0.75(CO 94.5ppm, NOx 11.2ppm, 효율 84.1%)에서 운전하는 것이 최적조건으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제7권4호
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• pp.7-13
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• 2003

본 연구에서는 연소가스의 잠열을 활용함으로서 에너지를 절약하고 배기가스 속의 오염 물질을 저감할 수 있는 콘덴싱 가스보일러의 예혼합버너와 열교환기를 최적화하기 위한 실험을 수행하였다. 본 연구에서 사용된 가스보일러의 열교환기는 상부, 하부 및 코일 열교환기 3개부분으로 구성되어 있다. 상부 열교환기는 예혼합버너를 둘러싸고 있으며 하부 열교환기는 상부열교환기 하단에 설치되어 있다. 그리고, 코일형 열교환기는 상부와 하부열교환기의 바깥 표면을 감싸고 있는 구조로 되어 있다. 본 연구를 통하여 설계된 보일러의 TDR은 당량비 0.75${\~}$0.80 부근에서 약 4:1이며 열효율이 $97\%$로 나타났다. 또한, NOx 및 CO 배출농도는 당량비 0.8 부근에서 각각 20ppm과 140ppm의 낮은 수치를 보였으며 버너의 직경을 기존의 60mm에서 50mm로 변경한 결과, CO의 배출농도가 50ppm까지 현저히 낮아짐을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.583-591
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• 2012

판형열교환기는 높은 효율로 인하여 다양한 산업 분야에 사용되고 있으며, 판형열교환기의 성능특성을 파악하기 위해 많은 연구가 이루어 졌다. 하지만 세브론 각을 제외한 판형열교환기의 기구적 설계변수에 따른 성능특성 파악은 상대적으로 많이 부족한 실정이다. 본 연구는 판형열교환기의 기구적 설계변수에 따른 열전달 및 압력강하 성능특성을 파악하기 위해서 세브론 각, 전열판 골 깊이, 전열판골 길이, 전열판 개수 등을 변화시키며 실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 판형열교환기의 다양한 기구적 설계변수를 반영한 열전달 및 압력강하 성능특성 상관식을 제안하였다. 실험 데이터와 제안된 판형열교환기 상관식을 이용해 예측된 데이터를 비교한 결과 약 95% 이상의 데이터가 ${\pm}10%$ 오차범위 내에 존재함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권9호
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• pp.31-41
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• 2013

최근 들어 경제적인 지열에너지 활용을 위하여 에너지 파일의 적용이 확대되고 있다. 특히 더 높은 열 교환 효율을 확보하고자 에너지 파일의 경우 보다 높은 열효율을 얻기 위해 통상적인 U자형 지중 열교환기가 아닌 코일형 지중열교환기를 매입하는 경우가 늘어나고 있다. 본 논문에서는 PHC 에너지 파일에 의한 지중 열 전달 거동에 대한 수치해석 및 실험적 연구를 수행하였다. 화강풍화토로 이루어진 현장에 PHC 에너지 파일을 설치하고 W자형과 코일형 지중 열교환기를 설치한 후 이에 대한 현장 열성능 실험을 수행하였다. 또한 3차원 유한요소해석을 수행하여 지중온도 및 지중 열교환기 내 순환수 온도 변화를 예측하였고 이를 실험값과 비교하였다. 냉방 부분 가동 조건 하에서 코일형 열교환기 이용시 W자형을 이용했을 때보다 10~15% 열교환율이 상승되는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5655-5660
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• 2012

본 연구의 목적은 경계층 해석법을 이용하여 고효율 열교환기 설계를 위한 이론적 접근법을 제시하고 기존 열교환기에 많이 사용되고 있는 사각 평판 핀과 이를 대체할 수 있는 원형 평판 핀에 대하여 경계층 형성과 간섭에 대하여 설명하고 속도 및 온도 경계층 성장에 따른 열전달계수의 변화를 나타내고자 한다. 더불어 한 개의 핀에서의 유동은 외부유동으로 간주할 수 있으나 다수의 핀 사이의 유동은 내부유동으로 간주하였고 이론적인 결과를 도출하였다. 결과적으로 열교환기의 고효율화 및 컴팩트화를 실현하기 위하여 경계층 간섭을 회피할 수 있는 방안을 이론적으로 제시하였고, 이러한 관점에서 원형 평판 핀이 사각 평판 핀에 비하여 열전달성능이 우수함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.114-121
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• 2013

미세채널을 갖는 증발형 열교환기의 효율을 평가하기 위하여, 공기의 온도와 물의 온도와 같은 열교환기의 상태값들을 계산하기위한 관계식들이 문제를 단순화하기 위한 몇 가지 가정을 적용한 Navier-Stokes 방정식으로부터 유도되었다. 미세채널내부는 물의 상태에 따라 3가지 영역으로 나누었다. 이 연구의 결과로써, 미세유로를 갖는 증발형 열교환기의 증발시작시점과 건조완료점을 계산하는 방정식이 제시되었다. 본 연구결과는 증발효과를 이용하는 미세채널형 열교환기의 설계, 성능예측 및 시험결과 분석 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.639-647
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• 2014

지구 온난화와 화석 연료 고갈로 인해 $CO_2$ 저감과 효율 상승을 동시에 만족하는 기술 개발이 요구된다. 배기 열 회수 기술은 두 가지를 모두 만족할 수 있는 대표적인 기술이다. 본 연구는 배기 열 회수 장치를 위한 세 가지 형식의 증발기용 열교환기를 배기관에 설치하여 실험 및 분석하였다. 고속최대부하에서 판형 열교환기의 배압이 가장 높아지고 실린더 최고 압력이 낮아지며 일산화탄소 배출량도 증가하였다. 또한 고속에서 배압이 2배 이상 증가하며 연료소비율이 2% 증가되어 열교환기 중 가장 높은 증가량을 나타내었다. 핀 튜브 열교환기는 전반적으로 배기 배출물이 적게 배출되고 연료소비율도 가장 적게 나타났다. 쉘 앤 튜브는 판형과 핀 튜브 성능의 중간정도이다. 엔진에 미치는 영향으로만 판단할 때 핀 튜브 열교환기가 배기 열 회수에 가장 적합한 열교환기로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.2195-2201
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• 2009

본 논문은 R290, R600a, R1270과 같은 탄화수소계 냉매를 사용하는 냉동사이클의 효율에 대한 흡입관 열교환기의 영향을 고려하였다. 이러한 흡입관 열교환기는 냉동시스템의 성능을 향상시킬 수도 있지만, 성능을 저하시킬 수도 있다. 본 논문에서는 흡입관 열교환기를 가진 냉동사이클의 성능 특성을 파악하기 위해서 정상상태의 수학적 모델을 사용하였다. 그리고 탄화수소계 냉매유량, 흡입관 열교환기의 내관 직경, 길이, 유용도 등과 같은 운전조건의 영향을 분석하였다. 연구결과는 흡입관 열교환기의 내관 직경, 길이, 유용도, 탄화수소계 냉매의 질량유량은 냉동사이클의 상대냉동능력지수, 냉동능력, 압축일량에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 따라서 이러한 영향을 상세히 파악하여, 흡입관 열교환기를 설치한 탄화수소계 냉매용 증기압축식 냉동사이클을 설계할 필요가 있다.

• 한국기계연구소 소보
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• 통권9호
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• pp.209-216
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• 1982

• 지열에너지저널
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• 제7권1호
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• pp.24-29
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• 2011