• Title/Summary/Keyword: 열흐름율

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Comparison of Heat Exchanging Performances Depending on Different Heat Exchanging Pipe Arrangement (열회수장치의 열교환 파이프형식별 열교환 성능 비교)

  • 서원명;윤용철;강종국;김정섭
    • Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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    • 2001.04b
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    • pp.100-102
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    • 2001
  • 본 연구에서는 온실의 난방에 사용되는 열풍식 난방기 등의 배기 연통에 부착하여 배출되는 가스로부터 열을 회수할 수 있는 장치를 개발함에 있어서 연통과 열회수 장치간의 열 교환 성능을 3가지 상이하게 설계된 열 교환 장치(Fig. 1 참조)에 대하여 실험적으로 비교 분석하였다. Fig. 1-(a)는 열 교회수기 개발을 위해 기존에 사용한 장치로서 회수용 공기의 흐름방향이 배기 연통과 직각을 이룬 형식이며, Fig. 1-(b) 및 (c)는 열 회수 성능 개선을 위해 새로 설계된 형식으로서 각각 열 교환 파이프의 배치형식이 상이하나 회수용 공기의 흐름방향이 180도로 굴곡되는 U-자형 흐름이 이루어지도록 하였다. 실험에 사용된 공기 순환 펜의 용량은 AB-형의 경우에는 최대 25㎥/min이고, C-형 및 D-형의 경우는 공히 최대 42㎥/min으로서 송풍전압 조절장치를 이용하여 풍량을 연속적으로 조절할 수 있도록 하였다. U-자형 흐름형식인 C-형 및 D-형의 경우 흐름 방향의 굴곡으로 인한 마찰저항이 있을 것으로 예상은 했으나 당초 예상했던 것에 비해 마찰 저항이 지나치게 큰 것으로 밝혀졌다. 비록 설계된 열교환 튜브의 배열형식별 열 교환기의 외부 모양이 달라 회수기의 표면을 통한 대류 열 교환이 다소 차이를 보일 것으로 예상되지만 본 연구에서는 열 회수장치에 내장된 열 교환 튜브부분만을 통한 열 회수율을 중심으로 형식간의 성능을 비교하였다. 실험을 통하여 측정된 자료중 대표적인 예는 Fig-2와 같으며, 측정자료를 기준으로 분석된 열회수 성능에 대한 설계형식별 비교 결과는 Table-1과 같으며, 분석된 결과를 요약하면 다음과 같다: 1. AB-형 열회수시스템의 경우, 초기 투자비용과 현재의 농용 전력요금 하에서 에너지 절감규모를 비교하면, 대체로 1년을 전후하여 투자에 대한 보상이 충분히 가능할 것으로 판단된다. 2. C-형 및 D-형 열회수시스템의 경우, 열 회수용 공기의 흐름방향이 동일 공간내에서 180도 굴절됨으로서 저항이 크게 발생되어 송풍 펜의 전압 증가에 따른 유속증가가 미미하였으며, 굴절형의 열교환장치는 비록 열교환면적은 직선형과 유사하더라도 송풍 펜의 공기저항이 커져서 결국 열 회수성능이 기대했던 것만큼 크게 개선되지는 못했다. 3. 송풍펜의 용량은 AB-형에 사용된 용량인 25㎥/min 전후가 적절할 것으로 판단되며, 적정 송풍 펜용량 하에서 열 회수성능은 굴절형이 직선형보다 효과적인 것으로 나타났다. 다만, 곡선형은 물론 직선형에서도 열교환 튜브의 배치밀도, 튜브 길이 및 두께 등의 변화에 따른 최적화 연구가 수반되어야 할 것으로 판단된다.

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Gas hold-up variation with pore size of tray in trayed bubble column (Trayed bubble column 반응기에서 tray의 기공크기에 따른 gas hold-up 변화 연구)

  • Yang, Jung Hoon;Yang, Jung-Il;Kim, Hak-Joo;Chun, Dong Hyun;Lee, Ho-Tae;Jung, Heon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.133.1-133.1
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    • 2010
  • 슬러리 기포탑 반응기는 열 및 물질 전달의 용이성, 낮은 운전비용 및 장치의 간단성의 장점을 가지고 있어서 Fischer-Tropsch 반응, bio-reaction 등에 많이 응용되고 있다. 그러나 기포탑 반응기 내의 물질 거동은 매우 복잡하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있음에도 불구하고 그 현상에 대한 명확한 이해는 어려운 상황이다. 특히 기포탑반응기 내에 기체의 포집율(gas hold-up)을 증가시키는 것을 목적으로 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 trayed bubble column 반응기에서 tray의 기공크기에 따른 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 실험에 사용된 반응기는 내경이 0.15 m이고 높이 2.0 m의 아크릴 반응기를 이용하였다. 사용된 연속상은 수돗물을 사용하였고 분산상 기체로는 압축공기를 이용하였다. Tray의 기공크기는 1.1 mm부터 14.0 mm까지 변화시키면서 높이별 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 기체 포집율의 변화를 균일흐름 영역과 불균일 흐름 영역에서 그 양상이 다르게 나타났다. 즉 균일계 영역에서는 기공의 크기가 1.1 mm부터 2.9 mm까지 증가시면 기체포집율이 감소하는 반면 2.9 mm 이상에서는 증가하는 것으로 관찰되었다. 반면 불균일 흐름 영역에서는 전반적으로 기공의 크기가 작아질수록 기체포집율이 증가하였다. 또한 각각의 흐흠 영역에서의 기체포집율 증가정도는 확연한 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 이것은 흐름영역의 유체거동에 따라서 기포와 tray 기공사이의 상호작용 메커니즘이 달라지기 때문인 것으로 보인다.

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Heat Transfer between Substrate and Substrate-heater in Low Vacuum (저진공 내 시료가열판과 시료의 열전달)

  • Park, Hyon-Jae;Oh, Soo-Ghee;Shin, Yong-Hyeon;Chung, Kwang-Hwa
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.17 no.4
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    • pp.302-310
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    • 2008
  • Heat transfer between substrate and substrate-heater in low vacuum was investigated. The convection related with gas flow and pressure, the heat conduction considering surface roughness and contact pressure, and the heat loss by radiation depending on the surface emissivity were considered. The coefficient of heat conduction $h_c$ in the Fourier's law were determined experimentally from the temperature difference between the substrate and the substrate-heater in the range of substrate-heater temperature $100\;-\;500^{\circ}C$, in the pressures of 300 mTorr - 1 Torr. The temperature difference was then calculated in the reverse way for the purpose of verification, using the heat flow and the experimentally determined coefficients. The verified temperature differences were thus obtained within 0.33 % error.

Traffic Flow Control Channels Analysis Using Symmetry Link Network in Wireless Communication (무선통신에서 대칭링크 네트워크를 이용한 트래픽 흐름제어 채널분석)

  • Park, Kwang-Chae
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.13 no.9
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    • pp.1811-1818
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    • 2009
  • This paper is about the research to maintain and enhance the flow of data of the wireless traffic control. Various types of burst traffic that were found at TCP window flow control have been removed or mitigated using the two-way traffic control. Currently, TCP ACK Compression problem appears during the transmission of the wireless communication control channel because the queues are mostly located at the end system. Therefore, in this paper, the periodic bursty characterist of the source IP queue wilt be analyzed to predict the maximum value of queues. And then the prediction tool will be applied to wireless communication traffic control to handle symmetric traffic as to increase the throughput and improve the performance.

Flow Characteristics According to Velocity Conditions of Cylinder Boundary Under Low Reynolds Number (저 레이놀즈 수에서 실린더 경계 유속조건에 따른 흐름 특성)

  • Song, Chang Geun;Seo, Il Won;Kim, Tae Won
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.33 no.6
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    • pp.2267-2275
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    • 2013
  • Existing conventional model for analysis of shallow water flow just assumed the internal boundary condition as free-slip, which resulted in the wrong prediction about the velocity, vorticity, water level, shear stress distribution, and time variation of drag and lift force around a structure. In this study, a finite element model that can predict flow characteristics around the structure accurately was developed and internal boundary conditions were generalized as partial slip condition using slip length concept. Laminar flow characteristics behind circular cylinder were analyzed by varying the internal boundary conditions. The simulation results of (1) time variations of longitudinal and transverse velocities, and vorticity; (2) wake length; (3) vortex shedding phenomena by slip length; (4) and mass conservation showed that the vortex shedding had never observed and laminar flow like creeping motion was occurred under free-slip condition. Assignment of partial slip condition changed the velocity distribution on the cylinder surface and influenced the magnitude of the shear stress and the occurrence of vorticity so that the period of vortex shedding was reduced compared with the case of no slip condition. The maximum mass conservation error occurred in the case of no slip condition, which had the value of 0.73%, and there was 0.21 % reduction in the maximum mass conservation error by changing the internal boundary condition from no slip to partial slip condition.

Gas hold-up variation with sparging direction in bubble column (기포탑 반응기에서 기체 분사 방향에 따른 gas hold-up 변화)

  • Yang, Jung Hoon;Yang, Jung-Il;Kim, Hak-Joo;Chun, Dong Hyun;Lee, Ho-Tae;Jung, Heon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.112.2-112.2
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    • 2010
  • 슬러리 기포탑 반응기는 열 및 물질 전달의 용이성, 낮은 운전비용 및 장치의 간단성의 장점을 가지고 있어서 Fischer-Tropsch 반응, bio-reaction 등에 많이 응용되고 있다. 그러나 기포탑 반응기 내의 물질 거동은 매우 복잡하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있음에도 불구하고 그 현상에 대한 명확한 이해는 어려운 상황이다. 특히 기포탑반응기내에 기체의 포집율(gas hold-up)을 증가시키는 것을 목적으로 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기체의 분사 방향에 따른 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 기체 분사는 0.6 mm의 pore가 66개로 구성된 perforated plate를 통해서 이루어졌고, 수직방향, 수평방향, 45도 그리고 수직/수평 조합의 네 가지 분사방향에 대해서 실험을 수행하였다. 반응기는 내경이 0.15 m이고 높이 2.0 m 아크릴 반응기를 이용하였다. 사용된 연속상은 수돗물을 사용하였고 분산상 기체로는 압축 공기를 이용하였다. 전체적인 기체 포집율은 수직방향의 분사방향에서 가장 높게 측정되었다. 그리고 수직/수평의 조합 분사방향의 경우, 기체 포집율이 가장 낮게 관찰되었다. 이것은 분사방향이 수직/수평으로 서로 엇갈릴 경우, 기포간의 충돌 가능성이 높아지고 bubble coalescence가 증가하였기 때문인 것으로 보인다. 실제로 homogeneous flow regime에서 heterogeneous flow regime으로 전환되는 기체선속도는 분사방향이 수직, 45도, 수평, 수직/수평 조합의 순서로 감소하였다. 즉 이 순서로 기체흐름의 와류가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 Dynamic Gas Disengagement(DGD) 분석을 통하여 큰 기포가 발생하기 시작하는 기체 선속도의 변화를 관찰하였다. 이 경우, 예상되듯이 수직/수평 조합에서는 1.5 cm/sec 기체 선속도에서 큰 기포가 발생하기 시작한 반면 수직 방향 분사의 경우에는 2.5 cm/sec의 보다 높은 기체 선속도에서 관찰되기 시작하였다. 이러한 현상들을 종합하였을 때, 기체 분사방향을 수직으로 일정하게 했을 때, 기포간 출동을 최소화하고 와류발생을 최대한 지연시키며 전체 기체 포집율을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.

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Effect of Length of Outfall Structure on Reattachment of Thermal Discharge (온수방류의 귀환에 방류구 길이의 영향)

  • Yoon, Tae-Hoon;Yook, Woon-Soo;Yi, Yong-Kon
    • Water for future
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    • v.27 no.3
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    • pp.123-134
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    • 1994
  • The reattachment of buoyant effluent to shore in a crossflow is investigated experimentally. The effluent is produced by discharging warm water through projecting side channel into a confined cross-flow of the same depth. In the projecting effluent, the size of recirculating region, which is formed by defleted thermal plume on the lee of the effluent, tends to increase, but the maximum temperature decreases in the direction of the crossflow and it has more even transverse spreading compared to non-projecting type. The heat flux across the crossflow is found to be independant of the projected length of the side channel under relatively low buoyancy flux on the contrary to high buoyancy flux. The reattachment of the effluent can be specified by both velocity ratio and densimetric Froude number, whereas only the velocity ratio is governing factor to the reattachment of the effluent in the case of non-projecting type.

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The Effect of Radiative Heat Flux on Dynamic Extinction in Metalized Solid Propellants (복사열전달이 고체 추진제의 동적소화에 미치는 영향)

  • Jeong, Ho Geol;Lee, Chang Jin
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.2
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    • pp.72-79
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    • 2003
  • A numerical calculation was conducted to estimate and to elucidate the role of the radiative heat flux from metal particles(Al, $Al_2O_3$) on the dynamic extinction of solid propellant rocket where the rapid depressurization took place. Anon-linear flame modeling implemented by the residence time modeling for metalized propellant was adopted to evaluate conductive heat flux to the propellant surface. The radiative heat feed back was calculated with the aid of a modified comvustion-flow model as well. The calculation results with the propellant of AP:Al:CTPB=76:10:14 had revealed that the radiative heat flux is approximately 5~6% of total flux at the critical depressurization rate regardless of chamber geometry (open or confined chamber). It was also found that the dynamic extinction in open geometry could be predicted at the depressurization rate about 45% larger with radiative heat feedback than without radiation. Thus, it should be claimed that even a small amount of radiative flux 5~6% could produce a big error in predicting the critical depressurization rate of the metalized propellant combustion.

Study of the Formation of Eutectic Melt of Uranium and Thermal Analysis for the Salt Distillation of Uranium Deposits (우라늄 전착물의 염증류에 대한 우라늄 공정(共晶) 형성 및 열해석 연구)

  • Park, Sung-Bin;Cho, Dong-Wook;Hwang, Sung-Chan;Kang, Young-Ho;Park, Ki-Min;Jun, Wan-Gi;Kim, Jeong-Guk;Lee, Han-Soo
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.8 no.1
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    • pp.41-48
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    • 2010
  • Uranium deposits from an electrorefining process contain about 30% salt. In order to recover pure uranium and transform it into an ingot, the salts have to be removed from the uranium deposits. Major process variables for the salt distillation process of the uranium deposits are hold temperature and vacuum pressure. Effects of the variables on the salt removal efficiency were studied in the previous study[1]. By applying the Hertz-Langmuir relation to the salt evaporation of the uranium deposits, the evaporation coefficients were obtained at the various conditions. The operational conditions for achieving above 99% salt removal were deduced. The salt distilled uranium deposits tend to form the eutectic melt with iron, nickel, chromium for structural material of salt evaporator. In this study, we investigated the hold temperature limitation in order to prevent the formation of the eutetic melt between urnaium and other metals. The reactions between the uranium metal and stainless steel were tested at various conditions. And for enhancing the evaporation rate of the salt and the efficient recovery of the distilled salt, the thermal analysis of the salt distiller was conducted by using commercial CFX software. From the thermal analysis, the effect of Ar gas flow on the evaporation of the salt was studied.

Boundary Layer Flow Under a Sluice Gate (수직수문하의 경계층흐름)

  • 이정열
    • Water for future
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    • v.27 no.3
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    • pp.95-105
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    • 1994
  • The boundary layer flow under a sluice gate is numerically solved by the random vortex sheet method combined with the vortex-in-cell method in a boundary-fitted coordinate system. The numerical solution shows that the boundary layer developed along the vertical sluice gate wall is the primary cause for the discrepancy in the contraction ratio between the laboratory experiments and inviscid theory; the bottom boundary layer plays much a smaller role in the discrepancy. By dimensional analysis it is concluded that the discrepancy is inversely proportional to the 3/4th power of the gate opening, as analyzed by Benjamin(1956). The results of the numerical simulation and dimensional analysis show a good agreement with experimental results obtained by Benjamin(1956).

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