• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1996.10a
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• pp.90-91
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• 1996

투과증발은 일반 막공정과 달리 투과물의 상전이와 이로 인한 체류액의 온도강하가 존재하기 때문에 열전달현상을 간과할 수 없다. 즉 막을 통한 열전달이 다른 막공정에 비해 현저하게 차이가 난다는 것이다. 이러한 현상은 모듈의 길이가 짧거나 모듈을 항온조에 담가 수행하는 실험실 규모의 투과증발조업에서는 거의 발견되지 않는다. 그러나 투과증발장치가 커져 모듈의 항온유지가 블가능하고 사용되는 막도 상업화되어 투과속도가 비교적 큰 것을 사용하는 파일롯 규모의 실험에서는 쉽게 나타나는 현상이다. Rautenbach등이 셀룰로오즈 아세테이트 막을 이용한 물의 투과증발 실험에서 막간 온도강하가 5~12 K정도 일어났음을 보고한 바 있었다. 이때 온도강하는 조업조건에 따라 달라졌으며 유속이 낮을 수록 증가함을 보였다. 본 연구에서는 투과증발이 일어나는 모듈내에서 열전달현상을 열공급비를 정의하여 해석하였으며, 상전이 현상이 막분리효율에 끼치는 영향을 설명하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.10-11
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• 1997

고체 추진제를 사용하는 추진 시스템을 개발하는데 가장 커다란 문제로 인식되고 있는 것은 추진제의 연소 특성을 이해하는 일이다. 그 중에서도 연소실의 압력 진동과 추진제 벽면으로 흡수되는 복사 열전달에 의한 연소율(burning rate)의 변화로 인하여 발생하는 연소 불안정에 대한 이해는 아직도 완전히 규명되지 않고 있다. 고체 추진제의 연소 불안정에 대한 이론적 해석은 준-정상 1차원 해석(Quasi-Steady Homogeneous One-Dimension) 방법에 의하여 단순화된 지배방정식을 해석하는 것이 일반적으로 잘 알려져 있는 방법이다. 이 가정은 고체 추진제가 연수되는 영역을 두께가 매우 얇은 영역의 표면반응영역(surface reaction layer)과 화학반응이 없는 응축상태영역(condensed phase zone) 그리고 기체상태의 연료와 화염이 존재하는 기체상태영역(gas phase zone) 등의 3영역으로 구분하며, 기체상태영역에서 발생하는 교란에 대한 응축상태영역의 반응시간 크기(response time scale)가 매우 크기 때문에 응축상태영역의 반응은 준 정상적으로 일어난다고 가정하는 것이다.그러나, 연소실의 온도가 $3000^{\circ}K$ 정도의 높은 온도이어서 복사 열전달에 의한 고체 추진제의 가열이 중요한 열전달 방법으로 작용하게 되므로 이를 무시한 이론적 해석은 물리적인 중요성이 약하여질 수밖에 없다. 본 연구에서는 기체영역으로부터 전달되는 복사 열전달은 투명(transparent)한 표면반응영역을 통과하여 응축상태영역에서 모두 흡수되며 추진제 표면에서의 복사열방출(emission)을 고려하였다. 또한 연소불안정 현상을 해석하기 위하여 표면반응영역에서의 경계조건은 선형교란량으로 대치하는 Zn(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 사용하였다. 이 방법은 기체상태영역에 대한 구체적인 해석없이도 연소불안정 현상을 해석할 수 있는 장점이 잇다. 즉 응축상태영역에서의 연소율과 표면온도는 각각 기체영역으로부터 전달되는 온도구배와 연소압력, 그리고 복사 열전달의 함수관계이므로 선형교란에 의한 추진제표면에서의 교란경계조건을 얻을 수 잇으며, 응축영역의 교란지배방정식과 함께 사용하여 압력교란과 복사 열전달의 교란에 대한 연소율의 교란 증감 여부를 판단하여 연소 불안정 현상을 해석할 수 있다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.13 no.4
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• pp.11-17
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• 1991

내연기관의 열전달은 구조물에 따라 흡기계통, 연소실, 배기계통으로 나누어지고, 열전달기구에 따라 전도, 대류, 복사로 나누어지며, 여기서는 그중 가장 핵심이 되는 연소실 내에서의 대류 및 복사 열전달 현상에 관하여 논하고자 한다. 연소실 열전달의 정량적 해석을 위해서는 흡기계통과 피스톤 운동에 의한 3차원 압축성 난류 유동장과 점화, 착화 및 연소 진행과정, 이들의 복합적 상호 작용에 대한 이해가 선행되어야 한다. 여기서는 현재까지 제시된 연소실 열전달의 정량적 모델과 문제점,앞으로의 연구 진행방향에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of the KSME
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• v.24 no.2
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• pp.92-98
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• 1984

열전달영역은 임계열류속점(CHF)을 기준으로 pre-CHF 영역과 post-CHF 영역의 두가지로 대 별된다. Post-CHF 영역에 해당하는 열전달에는 천이비등열전달과 막비등열전달이 있으며 천 이비등은 CHF점과 최소 막비등점 사이에서 일어나는 현상으로 핵비등과 막비등이 조합된 열 전달 기구에 해당하고 막비등은 가열표면이 안정된 증기막에 의해 덮여 있는 상태의 열전달 기 구에 속한다. 전고에서는 pre-CHF와 CHF 열전달 영역의 특성을 살펴보았고 본고에서는 천이 비등과 최소막비등온도 및 막비등에서의 열전달 상관식의 특성을 살펴 보고자 한다.

• Journal of the KSME
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• v.32 no.8
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• pp.685-690
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• 1992

가전제품의 제조와 관련된 열공학문제를 몇가지 예를 들어 검토하여 보았다. 제품은 강도가 커야 하고 설계공차 내에 들어야 하는 등의 조건을 만족함과 아울러, 그의 생산공정은 가급적으로 쉬워야 하고 재료를 절감할 수 있어야 한다. 제조공정 중의 열공학적인 과정이 제품 구조내의 열응력분포를 결정지우므로 열전달과정의 세심한 제어가 필요하다. 근래에 들어 컴퓨터의 발달로 열전달과정의 수치해석이 제조장비의 설계와 제조과정의 최적제어의 보조수단으로 등장하고 있다. 실제의 문제에서는 대부분 삼차원형상을 가지고 있고, 시스템을 고려하여야 하므로 여러 가지 현상이 연계되어 있다. 그러므로 수치계산에는 여전히 종래의 실험기법에 의한 실험식들과 여러 가지 축적된 경험의 도움을 필요로 한다. 이러한 측면에서 볼 때, 종래의 실험식, 경험식, 물성치, 기존의 수치해석의 결과 등을 컴퓨터에 데이터베이스(data base)화하여 소위 전문가 시 스템(expert system)을 구축하는 편이 단순히 공정의 극히 일부분 현상들을 수치해석하는 작업 보다 선행되어야 함이 바람직할 수 있다. 또한, 가전제품의 제조에는 열공학 또는 열전달현상에만 따로 주의를 기울이지 말고, 재질의 선택, 그의 유변학(rheology), 구조내의 균열문제 등을 연계 하여 고려하여야 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1406_1407
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• 2009

Fowler-Nordheim의 전자 방출과 열전자 방출 메카니즘을 이용하여 절연유체 내 전계에 의한 도체의 음극에서 전자 방출현상과 열에 의한 열전자 방출현상을 고려하고 유한요소법(Finite Element Method)을 이용하여 해석하였다. 절연유체 내 공간전하에 대한 해석기법으로 푸아송 방정식, 양이온, 음이온, 전자에 대한 전하연속 방정식, 온도에 대한 열 확산 방정식으로 이루어진 5개의 지배방정식에 Fowler-Nordheim의 전계 방출과 Richardson-Dushman의 열전자 방출을 경계조건으로 부여하였다. 단자 전류는 유한요소법과 잘 부합하는 에너지법으로 계산되었다. 쌍 곡선형 PDE의 공간전하 전파에 대한 지배 방정식은 일반적으로 수치적인 불안정성을 가지므로 인공 확산 항을 고려하여 이를 해결하였다. 제안된 해석법은 세 개의 캐리어를 가진 x-y 좌표축의 2차원 평판 모델에 적용하여 그 유효성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.47-53
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• 2007

Convective heat transfer coefficient was measured around a circular secondary jet ejected into the supersonic flow field. The wall temperature measurement around a injection nozzle was conducted using infra-red camera. The constant heat flux is applied to the wall around a secondary nozzle. According to jet to freestream momentum ratio, the injection flow penetrates into the supersonic flow field. The measured temperature is used to calculate the convective heat transfer coefficient.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.27 no.3
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• pp.123-133
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• 2023

Commercial hydrogen fuel cell vehicles are charged by compressing gaseous hydrogen to high pressure and storing it in a storage tank in the vehicle. This process causes the temperature of the gas to rise, to ensure the safety to storage tanks, the temperature is limited. Therefore, a heat transfer model is needed to explain this temperature rise. The heat transfer model includes the convective heat transfer phenomenon, and accurate estimation is required. In this study, the convective heat transfer coefficient in the hydrogen fueling process was calculated and compared using various correlation equations considering physical phenomena. The hydrogen fueling process was classified into the fueling line from the dispenser to the tank inlet and the storage tank in the vehicle, and the convective heat transfer coefficients were estimated according to process parameters such as mass flow rate, diameter, temperature and pressure. As a result, in the case of the inside of the filling line, the convective heat transfer coefficient was about 1000 times larger than that of the inside of the storage tank, and in the case of the outside of the filling line, the convective heat transfer coefficient was about 3 times larger than that of the outside of the storage tank. Finally, as a result of a comprehensive analysis of convective heat transfer coefficients in each process, it was found that outside the storage tank was lowest in the entire hydrogen fueling process, thus dominated the heat transfer phenomenon.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.2267-2268
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• 2008

에너지 문제가 국제적인 이슈로 떠오르고 있는 가운데 열에너지와 전기에너지 사이의 에너지 변환 현상, 즉 열전효과를 이용한 열전발전은 최근 여러 국가에서 연구가 활발히 진행 중이다. 경사기능성 재료(FGM)란 기존의 물질들에 경사적인 특성 변화를 주어 새로운 물질로 탄생시킨 개념으로, 이 논문에서는 그동안 발표된 열전변환재료들의 열전변환특성을 이용하여 경사기능성재료를 구성하여 보았다. 또한 구성한 경사기능성재료와 단일재료를 이용하여 기본적인 열전발전회로에 적용시켜, 변환효율을 계산하여 보았다. 시뮬레이션 결과를 이용하여 경사기능성 열전변환재료와 단일 물질의 변환 효율을 비교하였으며, 경사기능성 열전변환재료가 단일 열전변환재료보다 뛰어난 성능을 갖고 있음을 유도하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.577-583
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• 1998

직접 접촉에 의한 응축 열전달은 혼합증기의 레이놀즈수, 비응축 가스(공기)의 질량비, 액막의 레이놀즈수, 그리고 액막의 과냉 정도에 따라 영향을 받게 된다. 이러한 변수들의 영향을 고찰하기 위하여 본 연구에서는 수평면으로부터 87˚ 기울어진 수직 사각 덕트에서 직접 접촉 응축 열전달 실험을 수행하였다. 위의 각 실험 변수에 따른 평균 열전달 대수의 변화를 고찰하였으며, 실험결과로부터 혼합증기 레이놀즈수, 비웅축 가스의 질량비, 액막 레이놀즈수, 그리고 제이콥수를 변수로 하여 직접 접촉 응축 열전달에 대한 평균 누셀트수에 대한 실험 상관식을 도출하였다. 혼합증기의 직접 접측 웅축 열전달에 대한 평균 열전달 계수는 비응축 가스의 질량비가 증가할수록 현저히 증가함을 보였으며, 액막의 과법 정도가 증가할수록 평균 열전달 계수는 감소하였다. 그리고 혼합증기의 레이놀즈수가 30,000 이상의 템위에서는 액막 레이놀즈수의 변화에 따라 평균 열전달 계수의 변화가 거의 없었다.