• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.382.1-382.1
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• 2016

비등 열전달 시스템은 각종 발전 시스템, 열교환기, 냉방 및 냉동 시스템과 같이 다양한 산업에서 이용되며 매우 중요시 되고 있다. 또한 비등 열전달 시스템에서의 임계 열유속은 열전달 시스템의 한계 및 안정성을 나타내는 중요한 인자이다. 따라서 비등 열전달 시스템의 성능을 높이기 위해 임계 열유속을 향상시키려는 연구 및 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 최근에는 작동유체를 나노유체로 사용할 경우 임계 열유속을 크게 향상 시킬 수 있다고 보고되었다. 하지만 작동유체를 나노유체로 사용할 경우 나노입자가 열전달 표면에 침착되는 현상을 유발하며 열전달 시스템의 성능을 감소시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 산화 처리된 그래핀 나노유체의 파울링 현상에 따른 열적 특성을 분석해 보았다. 그 결과 산화 처리된 그래핀 나노 파울링은 유속과 파울링을 위한 코팅시간이 증가할수록 산화 처리된 그래핀 나노유체의 임계 열유속이 크게 증가하고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 임계 열유속은 증가하나 비등 열전달 표면의 온도가 크게 증가하고 있음을 확인하였다. 그리고 열전달 계수는 유동이 없는 순수 물 비등 열전달 계수와 비교하여 감소하는 것으로 나타났다.

• 동력기계공학회지
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• 제5권1호
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• pp.27-34
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• 2001

관 외벽에 낮은 핀을 가진 수직 및 경사 열사이폰의 열전달 성능에 관한 실험적인 연구를 하였다. 관 외벽에 낮은 핀을 가진 이상밀폐 열사이폰의 열전달 성능을 비교 분석하기 위하여 동일한 규격의 평관에서도 실험적인 연구를 하였다. 작동유체는 증류수와 CFC-30을 사용하였다. 열사이폰의 경사각과 자동온도를 변화시키면서 실험한 결과 경사각의 변화에 따라 열사이폰의 열전달 성능은 큰 변화를 나타내었다. 그리고 평관으로 제작한 열사이폰보다 관 외벽에 낮은 핀관을 가진 동관으로 제작한 열사이폰의 열전달 성능이 높게 나타났다. 그리고 열사이폰의 경사각이 $20{\sim}50^{\circ}$ 범위에서 열전달 성능이 높게 나타났다.

• 청정기술
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• 제7권4호
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• pp.273-280
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• 2001

흡수기는 흡수식 열펌프 시스템에서 중요한 구성요소일 뿐만 아니라 흡수기의 성능은 전체 시스템에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 기포분사형 흡수기에서의 암모니아기체의 흡수열의 효과적 제거를 위한 냉각수 방향으로의 열전달에 대해 실험적 연구를 수행하였다. 흡수기에 유입되는 암모니아 기체의 유속, 암모니아 수용액의 유속, 농도, 온도, 흡수기의 지름, 높이, 기체와 용액의 유입 방향등 여러 가지 변수에 대하여 열전달 성능의 특성을 살펴본 결과, 기체의 주입량, 용액의 주입량 증가는 열전달 성능 향상에 기여하며, 용액의 온도나 농도의 상승은 열전달 성능에 방해요소로 작용하였으며 흐름방향이 향류인 경우 열전달 성능에 향상이 있었다. 본 실험의 데이터를 이용하여 상관관계식을 유도하여 열전달에 대한 복잡한 관계를 일반화 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.227-232
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• 2019

심층수와 표층수의 온도 차이를 이용하는 히트펌프 시스템이나 해수열원 발전시스템(OTEC)의 열교환기는 해수의 염분에 의하여 발생하는 열교환기의 표면 위에서의 부식 현상에 의하여 열전달 성능이 저하된다. 본 연구는 이중관식 열교환기 실험을 통하여 부식시간에 따른 열전달저하를 실험하고 분석한 내용을 제시한다. 이러한 연구는 고가의 티타늄 열교환기를 대체하기 위하여 알루미늄에 전착 코팅을 하여 제작된 코팅 관을 통해 수행되었다. 코팅 두께 10, 15, $20{\mu}m$의 알루미늄 관 및 티타늄 관을 각각 6주, 12주, 18주씩 가속 부식시킨 후에 이중관 열교환기 실험을 통하여 코팅 두께 및 부식 시간에 따른 열전달의 변화를 측정하고 분석하였다. 코팅이 얇을수록 더 빠르게 블리스터 현상이 발생하였다. $15{\mu}m$의 코팅 관의 경우 12주 부식까지는 좋은 열전달 성능을 보였으나, 18주 부식의 경우에서 열전달 성능의 감소를 보였다. 연구결과로부터 본 실험 조건에서는 $20{\mu}m$의 두께로 코팅된 알루미늄관이 티타늄을 대체할 수 있는 열전달 성능을 가질 수 있음을 확인하였다. 또한, 부식 시간에 따른 부식 열저항의 증가에 대한 고찰을 통하여 향후 부식 열저항 모델 개발의 방법론을 제시하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.383.2-383.2
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• 2016

임계 열유속 현상은 열전달 시스템에서 가열조건이나 유동조건이 변함에 따라 열전달 표면 부근의 유체상태가 액체에서 기체로 바뀌면서 열전달계수가 급격히 감소하는 현상을 말한다. 임계 열유속 발생 시 핵 비등 영역에서 순간적으로 막 비등 영역으로 넘어가면서 원전 시스템의 물리적 파괴를 일으킬 수 있게 된다. 따라서 임계 열유속 현상은 시스템 설계 및 안전해석 뿐만 아니라, 열교환 및 냉각 장치 설계에서 중요하게 고려되고 있다. 특히, 비등 열전달 시스템에서 임계 열유속 발생 시 시스템의 물리적 손상을 야기하게 된다. 따라서 원전 시스템을 보호하면서 성능을 극대화시키기 위해서는 임계 열유속 향상이 필수적이며, 임계 열유속 향상을 위한 대안 중 하나로서 열적 특성이 우수한 나노유체를 열전달 시스템에 적용하여 임계 열유속 향상을 위한 연구가 지속되고 있다. 따라서 본 연구에서는 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체를 사용하여 각각 0.5 m/s, 1.0 m/s, 1.5 m/s의 유속에서 임계 열유속과 열전달 계수를 측정하였다. 그 결과 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체의 유속이 증가 할수록 임계 열유속이 증가하는 것을 확인 하였으며, 순수물과 비교하여 최대 62.64% 증가함을 확인하였다. 그리고 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체의 비등 열전달 계수 또한 유속이 증가 할수록 비등 열전달 계수가 증가하는 것을 확인하였며 최대 24.29% 증가함을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.15-19
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• 2006

유출지하수나 지표수를 열원으로 하는 지열히트펌프의 Pond Loop형 열교환기를 개발하기 위하여 미국에서 상용화된 Slim-Jim 열교환기와 본 연구에서 자체설계, 제작한 Pond-loop type의 열교환기를 유동이 없는 유출수조 내에서 수조온도가 변화함에 따라 일정한 열교환기 입구온도를 유지하면서 열전달량의 변화를 측정하였다. 그 결과 유출수를 Heat Source로 사용하는 경우 Slim-Jim에서는 $8,000{\sim}11,000 kcal/hr$의 열량이 전달되었고, 자체 제작한 열교환기에서는 $11,000{\sim}16,000kcal/hr$의 열량이 전달되었다. 유출수를 Heat Sink로 사용할 경우 Slim-Jim에서는 $2,500{\sim}7,000 kcal/h$의 열량이 전달되었고, 자체제작한 열교환기의 경우, $6,800{\sim}14,00 kcal/hr$의 열량이 전달되었다. 측정된 열전달량을 바탕으로 총괄열전달계수를 구한 결과 Slim-Jim 열교환기의 경우 $210{\sim}340 kcal/hr\;m^2{\circ}C$, 자체개발한 열교환기의 경우 $350{\sim}590 kcal/hr\;m^2{\circ}C$로 나타나 자체 개발한 열교환기의 열전달 성능이 비교적 우수함을 입증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.213-219
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• 2005

액체로켓엔진의 성능 및 냉각특성 연구를 위한 칼로리미터를 적용한 소형연소기가 개발되어 시험이 수행되었으며 10개의 칼로리미터 채널에서 가스 측면 벽면을 따른 열전달계수를 예측하기 위해서 냉각 성능 해석이 수행되었다. 칼로리미터로 공급되는 유량에 대한 가스 측면의 열전달 특성과 냉각성능을 정량적으로 분석하고자 하였으며 연소시험 및 열전달 해석을 통해 열전달 경험식을 도출하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.609-613
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• 2015

축방향 거리에 따라 확대되는 정사각 채널에서 발달된 난류유동의 국부 난류 열전달과 압력강하를 실험적으로 조사하였다. 정사각 확대채널에 한 면에만 높이가 10 mm인 리브를 설치하였다. 리브의 충돌 각은 $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$ 그리고 $90^{\circ}$로 한 벽면에 만 설치하였다. 레이놀즈수가 22,000~79,000의 범위에서 실험을 수행하였다. 연구 결과 $45^{\circ}$의 리브 충돌각이 가장 우수한 열전달 성능을 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.57-63
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• 2012

열전달 향상을 위하여 이차유동을 발생시켜 열전달을 증가시키는 방법에는 여러 가지가 있다. 본 연구에서는 수평채널에 딤플과 돌출을 설치하여 각각의 깊이와 높이를 변화시켰을 때의 압력강하 및 열전달 특성을 수치해석을 통하여 연구하였다. 딤플과 돌출은 수평채널의 윗면과 아래면 에 설치되었으며, 깊이 및 높이를 0.125, 0.25, 0.25, 0.3, 0.375로 하였다. 딤플의 경우, 후면부에서 높은 Nusselt 수가 나타났고 깊이가 커질수록 평균 Nusselt 수가 감소하였다. 돌출의 경우, 전면부에서 높은 Nusselt 수가 나타났고 높이가 커질수록 Nusselt 수가 증가하였다. 딤플과 돌출 모두 유속이 증가함에 따라 열전달이 향상되는 경향을 보였지만 성능계수는 감소하였다. 성능계수는 유속이 낮은 영역에서 가장 크게 나타났다.

• 청정기술
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• 제14권4호
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• pp.265-270
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• 2008

본 연구는 전자기기 모듈의 공기 냉각용 정렬 배열된 핀-휜 열교환기에서 휜 형상의 변화가 유동 및 열전달에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였다. 휜 단면의 기하학적 형상은 세 가지로서 원형, 타원형, 그리고 날개형이었다. 취급된 모든 휜의 단면적과 높이는 서로 동일하지만, 그 표면적만은 서로 달랐다. 그 결과, 휜의 표면적, 열전달계수, 그리고 열전달 성능은 휜의 형상에 크게 의존하였다. 적절한 형상을 갖는 휜의 열전달 성능은 세 가지 형태의 핀-휜 중에서 날개형 핀-휜이 가장 우수하였다. 이러한 결과로부터 공기의 유량증가측은 휜의 밀도증가 없이 적절한 핀-휜의 형상변화만으로도 핀-휜 열교환기의 냉각성능을 크게 향상 시킬 수 있음을 알 수 있었다.