• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.11a
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• pp.867-868
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• 2010

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.4
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• pp.1466-1473
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• 2012

Soft icecream is made by scraping an ice formed on the inside of the cylindrical evaporator, where R-404A is evaporating in the annulus. The heat transfer characteristics of the refrigerant evaporation and those during icecream formation were experimentally investigated. Results show that the refrigerant-side heat transfer coefficients are highly dependent on the location in the evaporator due to the complex annulus configuration. The heat transfer coefficient at the inlet is generally lower than those of other locations. The average heat transfer coefficient increases as heat flux increases or saturation temperature decreases. A correlation is developed to predict the refrigerant-side heat transfer coefficient. The icecream-side heat transfer coefficient oscillates continuously due to the periodic removal of ice formed on the surface. The average heat transfer coefficient during icecream formation is approximately 280 W/$m^2K$, and that during single-phase cooling increased from 150 W/$m^2K$ to 250 W/$m^2K$.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.36-36
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• 2000

액체로켓엔진에 사용되는 2000psi이상의 고압 연소실(Combustion Chamber)의 냉각은 내피(Inner Shell)에 기계 가공된 냉각통로(Cooling Channel)로 냉각제를 흘려보내는 재생냉각방식이 널리 사용되며 기계 가공된 냉각 통로는 외피(Outer Shell)에 의해서 지지 밀봉된다. 일반적으로 내피 재료는 순수한 구리보다 강도가 우수하고 열전도도는 유사한 구리합금을 사용하고, 외피는 강도가 우수한 스테인레스 강을 사용하여 브레이징 접합된 구조를 형성한다. 브레이징 공정은 조립품을 약 $450^{\cire}C$ 이상의 액상선을 갖는 삽입금속(Filler Metal)을 사용하여 적당한 온도($450^{\cire}C$ ~ 모재의 고상선)에서 가열하여 접합시키는 방법으로, 용융 금속의 젖음 현상(Wetting Phenomena), 접합 틈새(Joint Clearance)로의 용융 삽입금속의 유입(Capillary Phenomena)과 접합 계면의 반응을 통해서 접합이 이루어진다. 이는 일반적인 접합 공정과 비교하여 모재의 변형이 적고, 이종 금속 간의 접합이 용이하며, 복잡한 부품을 정밀하게 접합할 수 있는 장점이 있으나, 접합될 제품의 표면 상태 및 분위기(Atmosphere), 접합될 부품간의 조립 틈새, 가열 싸이클(Heating Cycle) 등에 대한 공정 확립 및 관리가 매우 중요하다. 재생냉각 구조를 갖는 연소실은 우선 접합면의 형상이 매우 복잡하여 균일한 접합 틈새를 유지하면서 접합시키기가 매우 어려우며, 고온, 고압의 환경에서 작동하므로 일부 접합면이 접합되지 않을 경우 내피의 변형 및 파괴가 발생하고, 브레이징 시 용융된 삽입금속이 냉각통로 내로 유입될 경우 연소 시 이부근에서 재료의 용융이 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 현상을 방지하기 위해서는 진공 분위기 하에서 적절한 접합 틈새를 유지할 수 있는 공정 및 장비의 개발이 필요하다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.68-68
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• 2011

본 연구에서는 PV cell이 직달 일사에 노출되는 경우와 집광된 태양광에 조사되는 경우의 성능을 비교하는 한편 집광기의 형태에 따른 열적 성능을 검토하고자 하였다. PV cell은 본질적으로 반도체의 특성을 가지므로 작동온도의 상승에 따라 성능이 저하된다는 사실이 알려져 있으며, 태양조사의 강도 및 밀도 등 특성에 따라서도 성능의 변화를 예상할 수 있다. 그러나 이러한 성능변화에 관련된 인자들과 그 영향의 크기에 대한 정량적인 기술자료가 부족하므로 설치와 이용에 한계가 있는 것이 현실이다. 인공태양 장치(solar simulator)를 이용하여 0.7에서 1.2 sun 범위의 태양 조사 환경에서 결정질 실리콘계 PV cell과 집광형 PV cell의 성능을 검토하였다. 집광에 사용한 PTC는 집광면적의 폭이 500 mm이며, 집광 조사면적이 최소 10 mm인 경우 이론적 최대 집광비가 50이었다. PTC의 축방향으로는 균일한 태양조사가 있게된다는 것을 가정하여 모델의 길이는 간편한 실험을 위해 150에서 500 mm의 범위에서 제작하였다. 수평으로 놓인 PTC의 상부 초점 위치로부터 집광면이 아래 쪽에 위치할수록 집광 조사 면적이 증가하므로 PV cell의 크기에 따라 PTC 초점의 위치로부터 거리를 결정하였다. 한편, PTC 자체의 성능도 촛점거리와 집광면 폭의 비에 따라 달라질 수 있다는 가정 하에, 포물면의 최저 위치로부터 촛점거리는 각각 300, 400 및 500 mm가 되도록 세가지 형태를 제작하여 사용하였다. 동일한 형태의 PTC에서 PV cell의 동일한 설치 위치에서도 최고 $110^{\circ}C$ 범위의 PV cell의 작동 (표면) 온도에 따른 성능의 차이를 관찰하기 위해 셀의 후면을 냉각시키는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하였다. PV cell의 표면 온도 측정을 위해서, 후면의 온도와 같이 광선 차단 효과의 우려가 없는 경우에는 열전대를 설치하였으며, 셀의 전면 온도 측정을 위해서는 비접촉식 적외선 온도계를 사용하였다. 냉각 방법으로는 공기를 이용한 자연대류와 액체를 사용하는 강제대류의 경우를 고려하였으며, 필요에 따라 적절히 설계된 히트싱크를 설치하여 비교 실험을 진행하였다. 강제대류 냉각의 경우는 항온조를 사용하여 순환하는 냉각수의 유량과 공급온도를 변화시킴으로써 PV cell의 작동온도를 조절하고, 이에 따른 발전 성능의 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 도출한 실험 및 분석 결과는 PV cell의 설치 환경과 작동온도의 변화에 따라 그 성능 변화를 예측할 수 있는 기술적 자료를 제공함으로써 에너지 이용의 합리화를 도모하는데 기여할 수 있을 것이다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.15 no.3
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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.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.23 no.2
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• pp.153-160
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• 2006

A Protomodel Space Infrared Cryogenic System (PSICS) cooled by a stirling cry-ocooler has been designed. The PSICS has an IR sensor inside the cold box which is cooled by a stirling cryocooler with refrigeration capacity of 500mW at 80K in a vacuum vessel. It is important to minimize the heat load so that the background thermal noise can be reduced. In order to design the cryogenic system with low heat load and to reduce the remained heat load, we have performed numerical analyses. In this paper, we present the design factors and the results obtained by the thermal analysis of the PSICS.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.19 no.9
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• pp.640-646
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• 2007

The cooling heat transfer coefficient of $CO_2$ (R-744) for tube and coil diameter (CD), inclined angle of tube and coil pitch of inclined helical coil type copper tubes were investigated experimentally. The main components of the refrigerant loop are a receiver, a variable-speed pump, a mass flow meter, a pre-heater and a inclined helical coil type gas cooler (test section). The test section consists of a smooth copper tube of 2.45 and 4.55 mm inner diameter (ID). The refrigerant mass flukes were varied from 200 to 800 [$kg/m^2s$] and the inlet pressures of gas cooler were 7.5 to 10.0 [MPa]. The heat transfer coefficients of $CO_2$ in inclined helical coil tube with 2.45 mm ID are $5{\sim}10.3%$ higher than those of 4.55 mm. The heat transfer coefficients of 41.35 mm CD are $8{\sim}32.4%$ higher than those of 26.75 mm CD. Comparison between $45^{\circ}\;and\;90^{\circ}$ of coil angle, the heat transfer coefficients of $45^{\circ}$ are higher than those of $90^{\circ}$. For coil pitch of gas cooler, the heat transfer coefficients of inclined helical coil gas cooler with coil pitch of 5 mm are similar to those of 10 and 15 mm.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.9
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• pp.1217-1225
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• 2010

The possibility of a sodium-water reaction occurring in a conventional single-wall-tube steam generator in an SFR is a major problem. To improve the reliability of a steam generator, a double-wall-tube steam generator that can reduce the possibility of the occurrence of a sodium-water reaction is being developed. Current developments are focusing on improving the heat-transfer capability of a double-wall tube; further, the development of a leak-detection method to detect the occurrence of a sodium-water reaction during the reactor operation is also underway. In this study, new concepts, which will solve the above-mentioned problems, have been developed. Accordingly, a double-wall tube has been designed, fabricated, and mechanically tested for the purpose.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.34 no.2
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• pp.259-266
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• 2010

The heat flowrate and pressure dorp of $CO_2$ in a multi-tube-in-tube helical coil type gas cooler were predicted using LMTD method and compared with the experimental data. The mass flowrate of $CO_2$ and coolant were varied from 0.06 to 0.075 [kg/s], and the cooling pressure of gas cooler were from 8 to 10 [MPa], respectively. The LMTD method is used to predict the heat flowrate and pressure drop of supercritical $CO_2$ during in-tube cooling. The equations used by LMTD method were Gnielinski correlation for $CO_2$ and Dittus-Boelter correlation for coolant, respectively. The equation used to predict the pressure drop of $CO_2$ and coolant is Blasius correlation. In comparison of heat flowrate and pressure drop of $CO_2$ measured by experiment to that predicted by LMTD method, the experimental heat flowrate and pressure drop of $CO_2$ in the multi-tube-in-tube helical coil type gas cooler shows a relatively good agreement with that predicted by LMTD method.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.391-391
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• 2010

초전도 가속공동기의 소재는 순수 Nb로 제작하는 것이 일반적이다. 그러나 극저온 (2-4.5K)에서 열전도도가 낮아서 순간적인 Normal zone이 발생되면 이를 원활이 냉각되지 못하여 Quench로 발생 가능성이 높다. 초전도 가속공동기는 약 3 mm 두께의 Nb 판을 이용하는데, 500 MHz 공동기의 전자기장의 침투깊이가 불과 수 nm에 불과해서 나머지 부분은 사실상 불필요한 부분이다. 따라서 이 경우 매우 비싼 초전도 공동기 소재의 낭비가 매우 심하다. 또 Nb 판으로 공동기를 제작할 경우 매우 비싸고 시간이 많이 소요되는 전자빔용접을 해야 하고 또 제작 후 표면처리가 매우 번거롭고 장시간을 요한다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 구리판으로 성형가공법을 이용하여 공동기를 제작하고, 내부의 RF 표면에 수 ${\mu}m$ 두께의 Nb 코팅을 한 공동기를 개발하여 CERN의 LEP에 설치하여 실용화하였다. 이렇게 하여 소재비용을 포함한 초전도 공동기 제작, 표면처리 비용 절감은 만족할 만한 결과를 얻었다. 구리의 높은 열전도에 의한 고 가속전기장의 기대와 달리 가속전기장이 최고 약 7 MV/m 정도로 제한되었다. 그후 꾸준히 연구개발을 진행하여 현재 약 22 MV/m 까지 기록하고 있으나, 순수 Nb 공동기의 약 50 MV/m에 비하면 현저히 낮은 수준이다. 본 연구는 Nb 코팅법을 이용하여 Nb 코팅 초전도 공동기의 한계를 넓히기 위한 것이다. 본 발표는 "Sputtering 법에 의한 초전도 Nb coating 소재의 RF 한계 극복 연구"의 기초연구 결과를 보고하고자 한다.