• 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 Energy Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.184-191
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• 2000

본 연구에서는 국내 10MW급 기력발전소의 소형 터빈 로터에 대한 응력 해석을 실시하였다. 터빈 로터의 기하학적 형상, 증기의 온도 및 압력 등의 기동조건 변화, 로터 재료의 온도에 따른 물성값 등을 고려하여 대류 열 전달계수를 계산하는 사용자 부프로그램을 구성하였으며, 이를 바탕으로 열해석을 실시하여 로터의 온도 분포를 결정하였다. 이 온도분포 조건에서 시간 경과에 따른 열응력 해석을 실시하여 로터의 응력 분포를 결정하였으며 그 결과 취약부위에서의 응력변동 범위 및 가동중 정상상태 응력수준을 결정하였다. 이 취약부위의 응력값과 운전이력을 이용하여 크리프 수명과 피로수명을 계산하고 로터의 잔여수명을 결정하는 방법을 논의하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.11b
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• pp.42-47
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• 2001

The heat (mass) transfer characteristics on the blade surface of a first-stage turbine rotor cascade for power generation has been investigated by employing the naphthalene sublimation technique. A four-axis profile measurement system is successfully developed for the measurements of the local heat (mass) transfer coefficient on the curved blade surface. The experiment is carried out at the free-stream Reynolds number and turbulence intensity of $2.09\times10^5$ and 1.2%. The results on the blade surfaces show that the local heat (mass) transfer on the suction surface is strongly influenced by the endwall vortices, but that on the pressure surface shows a nearly two-dimensional nature. The pressure surface has a more uniform distribution of heat load than the suction one.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.29 no.2
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• pp.141-150
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• 2004

우리가 소비하는 가공 식품은 위생상 안전하도록 살균처리가 이루어진다. 식품 내에 존재할 수 있는 유해 세균은 일정 살균온도에서 살균에 필요한 시간 동안 노출되면 사멸하며, 일반적으로 살균온도가 높을수록 살균에 필요한 시간은 단축된다. 연속살균장치는 혼합 및 저장탱크에 담겨진 식품을 점프로 이동시키면서 가열 열교환기에서 살균온도로 가열하고 단열관을 거치는 동안 살균온도를 유지시켜 살균을 완료한다. 또한 살균된 식품은 냉각용 열교환기에서 상온으로 냉각되며 이 과정에서 회수되는 열은 저장탱크에서 유입되는 식품의 예열에 사용되어 에너지 효율을 제고하는데 사용되기도 한다. 이와 같이 관을 이동하면서 가열되는 살균장치는 기존의 배치식 살균방법에 비하여 균일하게 가열이 이루어지므로 130C의 고온으로 살균할 수 있어서 살균에 필요한 시간을 수초에서 수십초 정도로 단축시킬 수가 있고 그에 따라 열손상을 크게 줄일 수 있다. 또한, 상온으로 냉각된 식품을 포장함으로써 저렴한 가격의 포장용기를 사용할 수 있고 상온에서 저장할 수 있으므로 저장비용이 저렴한 장점이 있다. 그러나, 가공식품에 고기나 야채와 같은 고체 상태의 식품이 함유된 경우에는 액상 식품이 열 교환기에서 순간 가열되며, 고상 식품은 액상식품과의 대류에 의한 열전달로 가열된다. 이 과정에서 고상식품은 이동관 내벽이나 다른 고상식품과 부딪치거나 회전하면서 이동관 내부에서 자유롭게 운동하게 된다. 이 과정에서 액상식품과의 상대이동 속도가 발생하여 이것이 대류열전달에 영향을 미치게 된다. 이 상대이동속도에 따른 대류 열전달계수는 고상식품의 내부온도 결정에 사용되는 연속살균장치의 중요한 설계인자이다. 대류열전달계수는 연속살균장치에서 자유로이 이동하는 고상식품의 중심부의 온도를 측정하여 결정할 수 있으나 이는 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 고정된 고상식품에 액상식품을 이동시켜 상대속도를 재현하고 액상식품의 온도와 고상식품의 중심온도를 측정하는 장치를 개발하였으며, 각 상대속도와 액상식품의 점도 별 대류열전달계수를 결정하는 프로그램을 유한차분법을 이용하여 개발하였다. 이 장치를 분당 15, 30, 40 리터의 유량에서 유체의 점도를 0에서 15 centipoise 사이의 세 수준에서 정육면체 소고기를 모델 고상식품으로 내부 온도분포를 측정하였으며, 유한차분법 프로그램으로 대류열전달계수를 결정하였다. 대류열전달계수는 792에서 2,107 W/m$^2$로 분석되었다. 대류열전달 계수는 액상식품과의 상대속도가 증가함에 따라서 증가하였고, 점도가 증가함에 따라서는 감소하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.1
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• pp.73-79
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• 2008

An experimental study was conducted to investigate the effect of a tube row, a fin pitch and an inlet humidity on air-side heat and mass transfer performance of louvered fin-tube heat exchangers under wet conditions. Experimental conditions were varied by three fin pitches, two rows, two inlet relative humidities. Experimental results showed that the heat transfer performance decreased and the friction increased with the decrease of fin pitch, for 2 row heat exchanger. The effect of fin pitch on heat transfer performance was negligible with 3 row heat exchanger. The changes in relative humidity was not affected heat transfer and friction. However, the mass transfer performance was slightly decreased with the increase of relative humidity and with the decrease of fin pitch. The mass transfer performance of the louvered fin-tube heat exchanger decreased with the decrease of the fin pitch and was different according to the number of tube row.

• Journal of Energy Engineering
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• v.16 no.4
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• pp.181-186
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• 2007

In order to investigate the heat transfer coefficient and pressure drop during evaporation of $CO_2$, basic experiment on the evaporation heat transfer characteristics in a horizontal smooth tube was performed. The experimental apparatus consisted of a test section, a DC power supply, a heater, a chiller, a mass flow meter, a pump and a measurement system. Experiment was conducted for various mass fluxes ($200{\sim}1200\;kg/m^2s$), heat fluxes ($10{\sim}80\;kW/m^2$) and saturation temperatures ($-5{\sim}5^{\circ}C$). With the increase of quality, the evaporation heat transfer coefficient decreased. With the increase of heat flux, the evaporation heat transfer coefficient increased. Significantly change of the heat transfer coefficient was observed at any heat flux and mass flux. With the increase of saturation temperature, the heat transfer coefficient increased. Pressure drop increased with the increase of mass flux and the decrease of saturation temperature.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.5
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• pp.477-485
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• 2012

Fluid flow and heat transfer in horizontal ducts are strongly coupled with large changes in thermodynamic and transport properties near the critical region as well as the gravity force. Numerical analysis has been carried out to investigate convective heat transfer in horizontal rectangular ducts for water near the thermodynamic critical point. Convective heat transfer characteristics, including velocity, temperature, and the properties as well as local heat transfer coefficients along the ducts are compared with the effect of proximity on the critical point. When there is flow acceleration because of a density decrease, convective heat transfer characteristics in the ducts show transition behavior between liquid-like and gas-like phases. There is a large variation in the local heat transfer coefficient distributions at the top, side, and bottom surfaces, and close to the pseudocritical temperature, a peak in the heat transfer coefficient distribution resulting from improved turbulent transport is observed. The Nusselt number distribution depends on pressure and duct aspect ratio, while the Nusselt number peak rapidly increases as the pressure approaches the critical pressure. The predicted Nusselt number is also compared with other heat transfer correlations.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.30 no.4
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• pp.36-42
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• 2010

본 논문은 태양열이용 냉난방시스템 중에서 실제로 액체흡수제를 재생하는 재생탑 내의 충진층에 있어서의 열 및 물질전달의 실험치와 이론적 해석에 의한 결과치와의 비교를 나타내고 있다.특히 물질전달의 극대화를 위하여 충진층 내에서 공기와 흡수제의 접촉면적을 크게 할 필요가 있는데,이를 위해서 본 실험에서는 직경이 3cm인 플라스틱제 충진재를 사용하였으며, 흡수제로는 저농도의 염화리튬 수용액이 사용 되었다. 충진층 내에서의 최적 높이를 예측하기 위하여 해석의 모델인 실험장치를 직접 제작하여 실험을 수행하였고, 이론 해석에 있어서 체적 열전달을 고려한 정상상태를 모델화하여 해석하였다. 이 결과, 충진층 내에서 실험치와 이론적인 계산치가 잘 일치함을 알 수 있었으며, 충진층의 높이가 2m 이상인 경우에는 높이에 따른 재생량의 차이가 없어서 없음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.04a
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• pp.276-280
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• 2007

In this paper, heat transfer changes due to the shock/boundary layer interaction were investigated on surfaces where protruding bodies such as a cylinder and a secondary jet are mounted. With an infra-red thermography, surface temperature was measured and the measured data was used to obtain the convective heat transfer. Heat transfer phenomena around these two solid and fluid bodies were appeared to be very comparable each other. The inclination of a cylinder and the jet injection ratio were the important factors for the change of heat transfer on the effective surfaces.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.12
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• pp.953-960
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• 2020

This paper presents an optimization of gear web design used in a main gear train of an engine reduction gearbox for a rotorcraft. The optimization involves the minimization of a total weight, transmission error, misalignment, and face load distribution factor. In particular, three design variables such as a gear web thickness, location of rim-web connection, and location of shaft-web connection were set as design parameters. In the optimization process, web, rim and shaft of gears were converted from the 3D CAD geometry model to the finite element model, and then provided as input to the gear simulation program, MASTA. Lastly, NSGA-II optimization method was used to find the best combination of design parameters. As a result of the optimization, the total weight, transmission error, misalignment, face load distribution factor were all reduced, and the maximum stress was also shown to be a safe level, confirming that the overall gear performance was improved.