• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.151-157
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• 2002

화석에너지에 대한 경제적 부담과 환경오염문제를 줄이기 위하여 열펌프의 성능계수향상을 위하여 냉온 공기열교환기(HEEVA)를 고안하였고, 이 열교환기의 열특성과 성능계수향상에 미치는 영향을 분석하기 위하여 냉.난방 실험을 수행하였다. HEEVA에 의한 찬 공기와 더운 공기의 온도변화, 전열량 및 냉온 공기열교환기 효율, 총열전달계수등을 측정분석하였고, 냉난방시 외기온에 따른 열펌프의 성능계수, 소비전력, 응축기.증발기 출구 공기토출 온도 변화를 측정 분석함으로서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 외기온이 -4~11$^{\circ}C$로 변할 때 열펌프의 난방과정에서 HEEVA 찬공기 입출구 온도차는 4.5$^{\circ}C$에서 9.$0^{\circ}C$로 증가하였으며, HEEVA에 의한 영향으로 2~6$^{\circ}C$상승된 공기가 증발기 입구로 유입되어 냉매증발을 촉진하였다. 2. 실온이 4~22$^{\circ}C$일 때 HEEVA 더운공기 입출구 온도차는 3$^{\circ}C$에서 7$^{\circ}C$로 증가하였으며, 응축기에 유입되는 공기온도를 3~8$^{\circ}C$낮게 함으로서 압축기 소모전력을 감소시켜 COP 상승 효과를 나타냈다. 3. 외기온과 실온변화에 따라 풍량 346m$^3$/hr의 찬 공기가 받은 열량과 풍량 747m$^3$/hr의 더운 공기가 준 열량간의 차는 50~150kcal/hr로 나타났으며, 더운 공기가 준열량과 찬 공기가 받은 열량의 비가 83~98% 이었으므로 HEEVA의 열 교환율은 91% 을 보였다. 4. 총합열전달계수는 이론값이 실험 값보다 1~3W/m$^2$K 크게 나타났으며, 이 결과는 두 값 사이에 10% 내.외의 편차로서 Nusselt수를 구하기 위한 Petukhov상관식의 자체오차 15%에 비해 크지 않은 오차범주에 속하며, 이론상의 총합열전달계수 유도식의 타당성을 입증한 것이라 하겠다. 5. HEEVA를 작동함으로서 난방시 COP가 HEEVA를 작동하지 않았을 경우보다 0.3~0.5 향상된 것으로 나타났다. 이것은 HEEVA가 겨울철 난방에 효율을 높일수 있는 것으로 판단된다.

• 설비공학논문집
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• 제23권3호
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• pp.179-187
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• 2011

In this work, nucleate pool boiling heat transfer coefficients(HTCs) of 5 refrigerants of differing vapor pressure are measured on horizontal low fin and Turbo-B square surfaces of 9.53 mm length. Tested refrigerants are R32, R22, R134a, R152a and R245fa and HTCs are taken from 10 $kW/m^2$ to critical heat fluxes for all refrigerant at $7^{\circ}C$. Wall and fluid temperatures are measured directly by thermocouples located underneath the test surface and in the liquid pool. Test results show that Critical heat fluxes(CHFs) of all enhanced surfaces are greatly improved as compared to that of a plain surface in all tested refrigerants. CHFs of all refrigerants on the 26 fpi low fin surface are increased up to 240% as compared to that of the plain surface. HTCs on both low fin and Turbo-B surfaces increase with heat flux. After certain heat flux, however, they decrease. CHFs of the Turbo-B enhanced surface are lower than that of the 26 fpi low fin surface. This phenomenon is due to the difference in surface structure of the low fin and Turbo-B surface.

• 설비공학논문집
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• 제24권9호
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• pp.685-692
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• 2012

In this work, nucleate pool boiling heat transfer coefficients(HTCs) of 5 refrigerants of different vapor pressure are measured on horizontal Thermoexcel-E square surface of 9.53 mm length. Tested refrigerants are R32, R22, R134a, R152a and R245fa. HTCs are taken from 10 $kW/m^2$ to critical heat fluxes for all refrigerant at $7^{\circ}C$. Wall and fluid temperatures are measured directly by thermocouples located underneath the test surface and in the liquid pool. Test results show that critical heat fluxes(CHFs) of Thermoexcel-E enhanced surface are greatly improved as compared to that of a plain surface in all tested refrigerants. CHFs of all refrigerants on the Thermoexcel-E surface are increased up to 100% as compared to that of the plain surface. The improvement of Thermoexcel-E surface in CHF, however, is lower than that of the low fin surface. HTCs on Thermoexcel-E surface increase with heat flux. But after certain heat flux, HTCs began to decrease due to the difficulty in bubble removal caused by the inherent complex nature of this surface. Therefore, at heat fluxes close to the critical one, sudden decrease in HTCs needs to be considered in thermal design with Thermoexcel-E surface.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권6호
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• pp.40-48
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• 2011

과냉 촉진을 위한 새로운 열교환기(HESC)가 생활공간의 냉난방을 위한 공기-물 열펌프의 성능계수 향상을 위해 본 연구에서 개발되었으며 그 효과를 실험적으로 분석하였다. 이 열교환기(HESC)는 여러 단계의 셀과 튜브로 구성되어 있으며, 열펌프 시스템의 응축기와 증발기 사이에 장착되었다. 실험 조건으로, 외기온은 $7^{\circ}C$에서 $-17^{\circ}C$, 입구 물 온도는 $7{\sim}10^{\circ}C$ 그리고 제 2열전달매체로서 물의 질량 유동율은 시간당 100에서 $300{\ell}$로 변화를 주었다. 본 실험에서 이 열교환기가 장착된 열펌프의 압축기에서의 냉매 입 출구 사이의 온도 차이는 열교환기가 장착되지 않은 열펌프보다 $15^{\circ}C$ 높았다. 이에 따라 이 열교환기가 장착된 열펌프 시스템은 외기온 $-10^{\circ}C$에서 COP가 0.8 증가하였다. 따라서 이 공기-물 열펌프 시스템은 최근 한국에서 실용화되고 있는 고비용이 요구되는 지열 열펌프 시스템을 대체하여 생활공간을 위한 냉난방 시스템으로서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 동력기계공학회지
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• 제15권3호
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• pp.25-30
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• 2011

A shell-and-tube oil cooler with plate fins was suggested to improve the defect of the conventional shell-and-tube oil cooler. Experiments were conducted to evaluate the heat transfer performance on the shell side of shell-and-plate finned tube oil cooler with three different tube numbers(9, 13 and 19). Oil flowing on the shell side was cooled by cold water flowing inside the tubes. A shell-and-tube heat exchanger of an oil cooler consisted of one shell pass and two tube passes with the inner tube diameter of 8.82 mm and the tube length of 575 mm. From the experiment of shell-and-tube oil cooler, it was found that the heat transfer coefficient of oil cooler with 9 tubes, as oil flow rate was increased, was approximately 140% and 250% higher than that of 13 and 19 tubes, respectively. The heat transfer coefficient at the water flow rate of $3m^3/h$, also was 120% and 140% higher than that of 2.4 and $1.8m^3/h$, respectively.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.203-211
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• 1994

An experiment was carried out to evaluate the heat transfer and pressure drop performances of the smooth tube and two augmented tubes using R-113 under horizontal condensation condition. The augmented tubes are a spirally-twisted tube and an internally-finned tube. The test tube is 13.88 mm in diameter and 3.2 m long. Five different inlet pressure of 0.13, 0.16, 0.18, 0.21 and 0.23 MPa were employed and the mass flux was varied from 80 to 265 $kg/m^{2}s.$ The results showed that the overall heat transfer coefficient for the spirally-twisted tube and internally-finned tube were enhanced by 30-85% and 130-180%, respectively, over that for the smooth tube. The increase in total pressure drop for the spirally-twisted tube and internally-finned tube were reached up to 250-350% and 1100-1600%, respectively, over that for the smooth tube. Correlations were proposed for predicting the condensation heat transfer coefficient for the smooth tube and two augmented tubes.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.328-334
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• 2000

This research was concerned with the enhancement of heat transfer by surfactant added to the aqueous solution of LiBr. Different horizontal tubes were tested with and without an additive of normal octyl alcohol. The test tubes were a bare tube, floral tube, hydrophilic tube. The additive concentration was about $0.05{\sim}5.5mass%$. The heat transfer coefficient was measured as a function of solution flow rate in the range of $0.01{\sim}0.034 kg/ms$. The experimental result were compared with cases without surfactant. The enhancement of heat transfer by Marangoni convection effect which was generated by addition of the surfactant is observed in each test tube.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.3-8
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• 1998

전자산업은 장치의 소형경량화를 추구하면서 단위체적당 발생하는 열량이 중가하는데 이때 발생하 는 열의 냉각문제는 전자산업의 발전에 있어서 해결해야될 중요한 품제로 풍장하고 있다. 대류냉각 방 식 은 구조가 간단하고 가격이 져렴 하면서도 사용이 편리하기 때문에 전자기기의 냉각방식으로 많이 사용되고 있다. 이때 효율적인 냉각을 위하여 전열면적의 확장 및 대류유동이 찰 이루어지는 기하학적 형상이 제안되고 있다. 전자기기에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시키기 위한 냉각핀에서의 대류열 전달 특성을 고찰하기 위하여 공기중의 청상충류 상태에서 둥온으로 가열된 경사명판에 수칙으로 부착 된 명판핀에 대하여 무차원 핀길이 HIS, 경사각, Grashof수.변 화에 따른 자연대류 열전달 특성올 비 교 분석한 결과는 다음과 같다. 평균 열전달계수는 무차원 핀길이 HIS가감소하거나Grashof수가충 가하면 대류유동이 촉진되기 때문에 중가되는 경향을 나타내었고, 경사각이 중가되면 대류유동에 장애 를 받기 때문에 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.27-36
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• 2018

그간 마이크로핀관 내 증발 열전달 및 압력 손실에 대하여 다수의 연구가 수행되었다. 하지만 대부분의 연구는 에어컨이나 히트 펌프에 사용되는 냉매에 대하여 수행되었고 R-404A에 대해서는 매우 제한된 연구만이 존재한다. R-404A는 근공비혼합냉매로 오존층 파괴와 관련하여 R-502를 대체하여 주로 저온 냉동, 냉장에 사용되고 있다. 본 연구에서는 낮은 질량유속 ($80kg/m^2s$에서 $200kg/m^2s$)에서 외경 9.5 mm 마이크로핀관 내 R-404A 증발 열전달 실험을 수행하였다. 또한 비교를 위해 외경 9.5 mm 평활관에 대한 실험도 수행하였다. 실험 결과 마이크로핀관의 전열촉진비는 질량유속이 증가할수록, 열유속이 감소할수록 증가하였다. 이러한 현상은 마이크로핀에 의한 대류 열전달의 증가와 열유속의 상대적 기여에 의한 것으로 판단된다. 또한 실험 범위에서 마이크로핀관의 마찰손실이 평활관의 마찰손실보다 다소 (최대 28%) 크게 나타났다. 기존 상관식은 저유량 R-404A 열전달계수 및 압력손실을 적절히 예측하지 못하는데 이는 본 실험 범위가 기존 상관식의 범위 밖에 있기 때문으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.3808-3814
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• 2011

본 연구는 열교환기의 효율적인 설계를 위하여 열교환기 내의 삼각형 단면 덕트의 비뉴톤 유체의 압력강하 및 대류 열전달률 수치해석적으로 수행하였다. 비뉴톤 유체의 구성방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 수정 멱법칙 모델을 채택하였다. 덕트 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 수정 레이놀즈 수의 곱은 기존 연구의 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 비뉴톤 멱법칙 영역에서 각각 0.13% 및 2.85% 내에서 일치함을 보였고 비뉴톤 수정멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 Shear-Thinning 유체를 열교환기 내의 삼각형 단면 덕트 내에서 사용하면 뉴톤 유체보다 62%의 압력강하를 감소시켰고 12%의 대류 열전달 향상을 발생시킬 수 있었다.