• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.382.2-382.2
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• 2016

현재 전 세계적으로 에너지 소비가 급격히 증가하고 있다. 하지만 급격한 에너지 소비에 따른 자원 및 에너지 공급의 불확실성은 점점 높아지고 있다. 특히, 우리나라는 공급 에너지의 96.4%를 해외 수입에 의존하고 있기 때문에 에너지 안보에 매우 취약한 구조를 갖고 있다. 그리고 열전달 시스템에서 임계 열유속은 열전달 시스템의 한계를 나타낸다. 따라서 임계 열유속의 향상은 열전달 시스템의 안전성의 향상을 위한 필수적인 요소이다. 이에 따라 다양한 산업에서 열전달 시스템을 통하여 막대한 양의 에너지가 소비됨에 따라 우수한 열전달 특성을 가진 나노유체를 사용하여 열전달 시스템의 효율 및 안정성을 높이고자 하는 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유동 비등에서 그래핀 나노 유체 사용에 따른 열전달 특성을 분석하였다. 유동 비등에서 0.01 vol%의 산화 처리된 그래핀 나노유체를 사용하였을 경우 유속이 증가함에 따라 임계 열유속은 증가하였으며 유속이 증가함에 따라 비등 열전달 계수도 증가함을 확인하였다. 그리고 임계 열유속은 순수 물보다 최대 66.32% 증가하였으며, 비등 열전달 계수는 풀비등에서 보다 최대 28.14% 증가함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.28-28
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• 1998

단일 충돌제트의 경우 충돌면에서의 열전달 효과는 제트 출구와 충돌면 사이의 간격, 노즐 형상에 따른 제트출구의 초기조건, Re$_{D}$수 변화와 충돌면의 형상이나 표면거칠기 등에 따라 변화하게 된다. 그러나 수직 충돌제트의 경우 정체영역에서의 국소적인 열전달 향상은 용이하나 반경 방향으로 열전달이 점차 감소하게 된다. 따라서 충돌면의 전반적인 열전달 향상을 위해서는 열전달이 정체점보다 상대적으로 낮은 영역에서 열전달 향상이 필요하다. 또한, 실제 적용시 충돌면의 형상이나 협소한 공간에서 노즐위치의 제약으로 인하여 충돌제트가 수직으로 분사되는 경우보다 경사진 제트가 더욱 많이 응용된다. 더욱이, 수직충돌제트가 사용되는 많은 상황에서도 주위의 다른 공기 흐름의 영향으로 인하여 실제 제트가 경사각을 갖고 분사되어진다 이러한 경사충돌제트의 중요성에도 불구하고 경사충돌제트에 대한 연구는 수직충돌제트에 대한 연구보다 상대적으로 적게 이루어져 왔다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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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.

• Journal of Energy Engineering
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• v.15 no.1 s.45
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• pp.35-44
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• 2006

This study experimentally investigates effect of boiling heat transfer when ultrasonic vibration was applied. Under the wall temperature condition, temperature distribution in a cavity was measured during the boiling process and heat transfer coefficient of convection, sub-tooled boiling and saturated boiling states were measured with and without ultrasonic vibration, respectively. Also, the profiles of the pressure distribution in acoustic field measured by a hydrophone were compared with the augmentation ratios of heat transfer calculated by local heat transfer coefficient. Result of this study, heat transfer coefficient and augmentation ratio of heat transfer is higher with ultrasonic waves than without one. Especially, augmentation ratio of heat transfer is more increased the convection state than sub-cooled boiling and saturated boiling states. Acoustic pressure is relatively higher near ultrasonic transducer than other points where is no installed it and affects the augmentation ratio of heat transfer.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.5
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• pp.453-460
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• 2013

The surface roughness and heat transfer enhancement devices are known to increase the performance of a flat plate soar collector. This study includes the experiments on the effect of the several heat transfer enhancement devices inserted in duct to simulate the flat-plate solar collector. Experiment was basically at a constant heat flux on the upper duct wall. Inserted heat transfer enhancement devices are Chamfered rib $10^{\circ}$, Chamfered rib $20^{\circ}$, Rib & Groove and Rib & Dimple. Reynolds number is in the range of 2,300 to 22,000 which corresponds to turbulent regime. With the heat transfer enhancement devices, heat transfer would increase by the secondary flow and the increase of the heat transfer area. Pressure drop also increases with the insertion of the enhancement devices. Rib & Dimple model is the best in heat transfer enhancement, however, Chamfered rib $10^{\circ}$ model is the lowest in the pressure drop. Considering the heat transfer enhancement simultaneously with low pressure drop increase, performance factor was the best for the Chamfered rib $10^{\circ}$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.383.1-383.1
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• 2016

열전달 시스템에서 임계 열유속 발생 시 시스템의 물리적 손상을 야기하기 때문에 비등 열전달에서 임계 열유속은 열전달 시스템의 한계 또는 안전성을 나타낸다. 따라서 열전달 시스템의 안정성을 위해서는 임계 열유속 향상이 필수적이다. 최근에는 나노유체를 열전달 시스템에 적용할 경우 임계 열유속이 증가한다고 보고되었다. 하지만 나노유체는 원전 및 각종 열전달 시스템에 적용 시 나노입자가 열전달 표면에 침착되는 파울링 현상을 발생시킬 수 있으며, 이 때문에 시스템의 열효율이 크게 감소할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 열전달 시스템에 나노유체를 적용했을 때, 나노유체의 침착현상이 시스템에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 유속과 코팅시간이 증가할수록 산화처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체의 임계 열유속이 크게 증가하고 있음을 확인할 수 있다. 하지만 나노입자 침착정도와 유속이 증가할수록 비등 열전달 표면과 유체의 포화온도의 차이인 과열도가 상당히 크게 증가함을 알 수 있었으며, 열전달 계수는 순수 물의 0 m/s의 비등 열전달 계수와 비교하면 감소하는 것을 확인하였다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.12 no.4
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• pp.39-45
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• 2008

본 연구는 두 개의 경사진 다공 배플이 설치된 사각채널에서 국부 열전달향상 특성을 조사하였다. 채널은 19.8cm(W)$\times$4cm(H)의 단면적을 가지며 형상계수는 4.95이며 수력직경은 6.66cm이다. 4종류의 배플을 취급하였다. 가열 시험부에 동일한 크기, 경사각, 구멍형태의 경사 배플을 설치하였다. 경사 배플은 모두 19.8 cm의 폭, $2.55cm\times2.55cm$의 정 다이아몬드 형 구멍, 그리고 So의 경사각을 갖는다. 레이놀즈 수 범위는 23,000에서 57,000까지이다. 배플의 구멍의 수가 열전달 향상에 중요한 역할을 하였으며 구멍이 3개 인(baffle type II)가 가장 우수한 열전달 향상을 보였다.

• Journal of the KSME
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• v.55 no.6
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• pp.42-44
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• 2015

이 글에서는 표면 특성을 변화시켜 열전달 효율을 향상하기 위한 방법으로 플라즈마 기반의 표면처리 사례를 소개하고 적용가능성 및 한계를 논의한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.1004-1006
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• 2010

차량에 사용되는 무시동 히터 열교환기의 효율 개선을 위하여 열전달 해석을 수행하였다. 연구에 사용된 히터는 연료 공급관을 통해 연소부로 연료를 공급하고 연소시켜, 열교환기에 열을 전달한다. 열전달 효율을 증대시키기 위하여 열전달면 및 연소면의 형상을 해석적으로 개발하였다. 개선된 열교환기 모델은 외부 형상을 기존 제품과 동일하게 설계하여 단품상으로 교체가 가능하도록 설계 하였다. 해석 결과 기존 모델에 대비 개선된 모델에서 열전달 효율이 약 5.6배 향상되었다.