• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권2호
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• pp.141-150
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• 2004

우리가 소비하는 가공 식품은 위생상 안전하도록 살균처리가 이루어진다. 식품 내에 존재할 수 있는 유해 세균은 일정 살균온도에서 살균에 필요한 시간 동안 노출되면 사멸하며, 일반적으로 살균온도가 높을수록 살균에 필요한 시간은 단축된다. 연속살균장치는 혼합 및 저장탱크에 담겨진 식품을 점프로 이동시키면서 가열 열교환기에서 살균온도로 가열하고 단열관을 거치는 동안 살균온도를 유지시켜 살균을 완료한다. 또한 살균된 식품은 냉각용 열교환기에서 상온으로 냉각되며 이 과정에서 회수되는 열은 저장탱크에서 유입되는 식품의 예열에 사용되어 에너지 효율을 제고하는데 사용되기도 한다. 이와 같이 관을 이동하면서 가열되는 살균장치는 기존의 배치식 살균방법에 비하여 균일하게 가열이 이루어지므로 130C의 고온으로 살균할 수 있어서 살균에 필요한 시간을 수초에서 수십초 정도로 단축시킬 수가 있고 그에 따라 열손상을 크게 줄일 수 있다. 또한, 상온으로 냉각된 식품을 포장함으로써 저렴한 가격의 포장용기를 사용할 수 있고 상온에서 저장할 수 있으므로 저장비용이 저렴한 장점이 있다. 그러나, 가공식품에 고기나 야채와 같은 고체 상태의 식품이 함유된 경우에는 액상 식품이 열 교환기에서 순간 가열되며, 고상 식품은 액상식품과의 대류에 의한 열전달로 가열된다. 이 과정에서 고상식품은 이동관 내벽이나 다른 고상식품과 부딪치거나 회전하면서 이동관 내부에서 자유롭게 운동하게 된다. 이 과정에서 액상식품과의 상대이동 속도가 발생하여 이것이 대류열전달에 영향을 미치게 된다. 이 상대이동속도에 따른 대류 열전달계수는 고상식품의 내부온도 결정에 사용되는 연속살균장치의 중요한 설계인자이다. 대류열전달계수는 연속살균장치에서 자유로이 이동하는 고상식품의 중심부의 온도를 측정하여 결정할 수 있으나 이는 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 고정된 고상식품에 액상식품을 이동시켜 상대속도를 재현하고 액상식품의 온도와 고상식품의 중심온도를 측정하는 장치를 개발하였으며, 각 상대속도와 액상식품의 점도 별 대류열전달계수를 결정하는 프로그램을 유한차분법을 이용하여 개발하였다. 이 장치를 분당 15, 30, 40 리터의 유량에서 유체의 점도를 0에서 15 centipoise 사이의 세 수준에서 정육면체 소고기를 모델 고상식품으로 내부 온도분포를 측정하였으며, 유한차분법 프로그램으로 대류열전달계수를 결정하였다. 대류열전달계수는 792에서 2,107 W/m$^2$로 분석되었다. 대류열전달 계수는 액상식품과의 상대속도가 증가함에 따라서 증가하였고, 점도가 증가함에 따라서는 감소하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.197-202
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• 2007

In this study, the cooling characteristics of a liquid cooler using thermoelectric module was experimentally investigated. The experiment was conducted for various inner structures of liquid cooler (4 cases), hot fluid flow rates (0.15-0.25 L/min), number of T.E module (2, 4, 6 set), and the cooling water flow rates (200-600 cc/min) for both parallel and counter flow types. Among the results, better cooling performance geometry was selected. And experiment was also carried out to examine further enhancement of cooling performance by inserting coils (pitches: 0.2, 3, 6 mm) into the hot-fluid channel. Present results showed that the short serpentine type(case2) indicated the best cooling performance. In the case of coil pitch of 3 mm, the best cooling performance was shown, more than 10% increase of the inlet and outlet temperature difference, compared with the case of the cooler without coil. Consequently, the inserted coil pitch should be properly selected to improve cooling performance.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.408-418
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• 1986

본 연구에서는 표면은 단단하고 내면은 강인한 조직을 얻기위하여 대형 성형 탄 로울에 대하여 노에서의 급속가열 및 대기 상태에서의 자연냉각의 열처리가 수행 되어진다. 급속가열 및 냉각시 성형탄 로울 내부의 온도 분포 예측을 위하여 대류 및 복사 열전달 경계조건을 가지는 1차원 비정상 열전도 방정식이 유한 차분법을 사 용하여 해석되어졌다. 여기서 급속가열시 연소가스로 부터 기체복사에 의하여 성 형탄 로울의 바깥표면을 통하여 흡수되는 열량은

• 설비공학논문집
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• 제16권1호
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• pp.62-69
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• 2004

Thermoelectric module is a device that can produce cooling in a direct manner using the electrical energy. The purpose of this study is to investigate the performance of thermoelectric module and cooling system equipped with the thermoelectric module. The performance of a thermoelectric module is estimated using two methods; theoretical analysis based on one-dimensional energy equations and experimental tests using heat source, heat sink and brass conduction extenders. For the thermoelectric cooling system, the temperatures in the chamber are recorded and then compared with those of lumped system analysis. The results show that the cooling capacity and COP of the thermoelectric module increases as the temperature difference between hot and cold surface decreases, and there is particular current at which cooling capacity reaches its maximum value. The experimental results for the thermoelectric cooling system are similar to those of lumped system analysis.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제9권1호
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• pp.67-75
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• 1996

This paper has presented the characteristics of thermoelectric devices and the plots of thermoelectric cooling and heating as a function of currents for different temperatures. The maximum cooling and heating(.DELTA.T) for (BiSb)$\_$2/Te$\_$3/ and Bi$\_$2/(TeSe)$\_$3/ as a function of currents is about 75.deg. C, A solderable ceramic insulated thermoelectric module. Each module contains 31 thermoelectric devices. Thermoelectric material is a quaternary alloy of bismuth, tellurium, selenium, and antimony with small amounts of suitable dopants, carefully processed to produce an oriented polycrystalline ingot with superior anisotropic thermoelectric properties. Metallized ceramic plates afford maximum electrical insulation and thermal conduction. Operating temperature range is from -156.deg. C to +104.deg. C. The amount of Peltier cooling is directly proportional to the current through the sample, and the temperature gradient at the thermoelectric materials junctions will depend on the system geometry.

• 기계저널
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• 제35권9호
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• pp.829-835
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• 1995

통상의 열교환기에서 전열면이 제거된 형태의 직접열교환을 통하여 제작비나 열전달 특성에 큰 효과를 얻을 수도 있어 에너지이용 합리화에 기여하는 특성과 사례를 언급하였다. 또한 통상의 열교환기 설계와 다른 매질간의 공유계면에서 발생 가능한 전달특성을 위주로 설계상의 일부 유의사항을 기술하였다. 직접열교환의 기술축적은 상변화를 동반하는 열전달(two phase heat transfer) 문제의 기초지식은 물론, 염수플랜트(desalination)의 기본 요소설계, 원자로의 냉각계 통사고(LOCD)대책, 기타 냉각탑, 탱크가열, 증발기(evaporator), 건조장치(drier), 각종 기계, 화공 공정장치 설계 등 매우 광범위한 기술파급 효과도 기대할 수 있으므로 관련 기술자들의 많은 관심을 기대한다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.37-46
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• 2012

로켓엔진 연소실에서 막냉각을 고려한 열전달 해석을 위한 모델을 수립하였다. 연소실 내에서의 대류, 복사, 막냉각 효과는 로켓엔진을 위한 경험식을 사용하였으며, 벽 외부는 일반적인 대류, 복사 식을 적용하였다. 또한 벽 내부는 유한체적의 격자를 구성하여 시간전진법에 의해 비정상 열해석을 수행하였다. 연소압 50 기압의 액체산소/케로신 엔진을 예로 해석하였으며, 이 경우 4% 유량의 막냉각까지는 벽온도를 낮추는데 크게 기여하였으나, 그 이상의 공급은 막냉각 유량에 비해 효과가 미비함을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.799-804
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• 2014

무한정한 발전자원과 무공해성 등의 장점을 가진 태양광 발전 시스템은 직류전력을 생산하기 때문에 계통의 연계송전이 가능한 교류전력으로 변환시켜주기 위해서는 태양광 인버터의 사용이 필요하다. 외부에 옥외형 구조로 노출되어 설치되는 소용량의 태양광 인버터는 태양이 강하게 내리쬐는 낮 시간 및 여름철과 같이 외부 환경의 온도가 상승함에 따라 에너지 손실이 발생하고 효율이 감소하게 된다. 태양광 발전 산업의 범위가 확대됨에 따라 태양광 인버터 또한, 상당한 에너지 손실 문제를 야기하므로 이에 따른 대책이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 온도조건에 구애받지 않도록 태양광 인버터 외함에 열전소자를 부착한 냉각장치를 설치하고 냉각효과의 극대화를 위해 두 개의 냉각장치를 사용하여 위치 조절에 따른 냉각효과를 비교분석하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.1-6
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• 2002

소형 연소기의 냉각 유로 설계를 위하여 열전달 및 냉각 유로의 구조해석을 수행하였다. 연소기의 고온가스에서의 열전달에 관한 2차원 해석을 수행하여 연소실 벽으로의 열유속을 예측한 다음 이를 3차원 해석을 위한 열경계 조건으로 적용하였다. 위 방법으로 예측한 열 유속은 기존의 경험식과 비교하여 검증하였으며 냉각수의 유량에 둔감한 것으로 판명되어 냉각 조건이 변화하더라도 동일한 열경계 조건을 사용할 수 있었다. 단일 냉각 유로에 대한 3차원 해석을 수행하여 연소실 벽의 최대온도 변화를 예측하였으며 이는 재사용 연소기 개발에 적용될 것이다. 냉각 유로의 정적 구조 해석을 통해 응력 분포와 구조 안전성을 예측하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.25-35
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• 2002

본 연구에서는 액체로켓의 엔진조건에 부합하는 재생냉각 시스템을 설계하는 방법을 다루었다. 정상상태에서 로켓 추력실에서의 열전달 과정은 연소가스로부터 벽면으로 대류와 복사가 이루어지고, 다시 연소실 벽을 통해 전도된 후 마지막으로 냉각제로 대류열전달 된다. criterial method와 integral method를 이용하여 열전달량을 구하고, 이를 이용하여 냉각채널을 설계하였으며, 러시아 냉각 시스템 설계 코드의 결과와 비교하였다. 복잡한 설계과정을 정형화된 logic을 구현하여 냉각 시스템 설계를 용이하게 하였으며, 설계변수를 변화시켜 얻어진 계산결과를 통하여 각 인자의 영향을 정성적으로 살펴보았다.