• 태양에너지
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• 제15권3호
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• pp.105-117
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• 1995

본 연구소에서는 Furan foundry sand 유동층내에 Spiral coil tube를 설치하여 유동입자, 유동층내 온도, 유동율, 전열 관의 Pitch와 직경 비(p/Do) 및 전열 관의 Pitch와 유동입자의 크기의 비(p/dp) 등이 전열 관 표면 열 전달계수(ho)에 미치는 영향을 실험적으로 연구하고, 또한 최대 $Nu_{max}$수를 여러 변수들의 관계로 나타내었다. 전열 관 표면 열 전달계수는 유동층내 온도가 높아 질 수록, 유동율이 커질수록 증가한다. 그러나 유동입자의 크기가 커지면 열 전달계수는 감소한다. 전열 관의 Pitch와 직경 비(p/Do)와의 관계에서 p/Do=4.75일 때 가장 높은 열 전달계수를 얻었으며, 유동층내 온도가 상승하고, Re 수가 증가할 수록 p/Do=1.58일 때보다 p/Do=4.75일때가 Nu수의 증가율은 다소 감소하는 경향을 보였다. 또한 p/dp의 비가 클 경우 낮은 온도($75^{\circ}C$)에서, p/dp의 비가 작을 경우는 높은 온도($550^{\circ}C$)에서 열 전달 효과가 큰 것으로 나타났다. 본 실험범위에서 최대 $Nu_{max}$ 수와 Re 수, Prg 수, p/dp 및 p/Do의 관계를 무차원 식으로 다음과 같이 나타낼 수 있었다. $$Nu_{max}=1.01\;Re^{0.48}Prg^{0.4}(p/dp)^{0.28}(p/Do)^{0.05}$$.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권2호
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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.

• 공업화학
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• 제19권1호
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• pp.73-79
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• 2008

본 연구에서는 핀-관 열교환기의 공기측 열전달, 마찰 그리고 물질특성을 조사하기 위하여 6종의 열교환기에 대하여 습조건에서 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 핀은 루버형으로 핀피치, 관 열수 그리고 입구상대습도를 변화하였다. 루버핀-관 열교환기의 열전달계수와 마찰계수는 레이놀즈 수가 증가할수록 감소하였으며, 핀피치가 줄어들수록 열전달계수는 감소하였고 마찰계수는 증가하였다. 3열 열교환기의 열전달계수와 마찰계수의 핀피치 변화에 따른 영향은 2열 열교환기의 경우보다 덜 민감하였다. 그리고 유입공기의 상대습도에 대한 열전달계수와 마찰계수의 변화폭은 크지 않았다. 또한, 루버핀-관 열교환기의 물질전달계수는 핀피치가 감소할수록 줄어들었으나, 레이놀즈 수 변화에 따른 물질전달계수는 열전달계수와는 달리 관 열수에 따라 서로 다른 경향을 보였다. 유입공기의 상대습도가 높아질수록, 물질전달계수는 다소 줄어 들었다.

• 에너지공학
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• 제16권4호
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• pp.181-186
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• 2007

본 연구에서는 이산화탄소의 증발열전달 특성을 이해하기 위해 질량유속, 열유속 기리고 포화온도를 변화시키면서 이산화탄소의 증발 열전달계수와 압력강하를 측정하였다. 질량유속과 열유속은 기존의 실험범위보다 크게 확장하여 내경 7.75 mm, 길이 5.0 m의 수평관에서 실험하였다. 실험장치는 시험부, 전원공급기, 히터, 칠러, 기어펌프, 유량계, 계측시스템 등으로 구성되었다. 건도가 증가할수록 증발 열전달계수는 감소하였으며, 이산화탄소의 증발 열전달계수는 질량유속보다 열유속에 더 민감함을 확인하였다. 또한 주어진 열유속과 포화온도에 따라 증발 열전달계수의 급격한 감소가 다르게 관찰되었다. 압력강하는 질량유속 증가에 대해 선형적인 증가를 보였지만 열유속 증가에 대한 압력강하의 증가효과가 크지 않았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.477-485
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• 2012

수평 덕트 내 임계점부근의 유체 유동 및 열전달특성은 중력과 함께 임계영역에서의 열역학 및 전달 물성치의 많은 변화와 직접적으로 연관되어 있다. 본 연구에서는 수평 직사각 덕트 내 임계점부근의 물에 대한 대류열전달특성을 전산해석을 통하여 분석하였다. 이를 통해 국부적인 열전달계수와 유속, 온도, 그리고 물성치분포를 포함한 대류열전달특성에 대해 임계점 근접효과와 함께 비교하였다. 벽으로부터의 열전달에 따른 유체 밀도감소로 덕트 내 유동방향으로의 유속증가와 함께 유체가 액체에서 기체 같은 상태로 천이하는 형태의 유동장특성을 보여준다. 덕트의 윗면, 옆면, 그리고 아래면 각각의 국부적인 열전달계수분포에 큰 차이가 있으며 준임계점 온도부근에서 난류전달특성의 향상으로 열전달계수의 최대치에 이르게 된다. Nu 수는 덕트 내 압력과 종횡비에 영향을 받으며 임계압에 가까워질수록 최대 Nu 수는 급격히 증가하게 된다. 이와 함께 기존의 열전달상관식을 통한 결과와 예측된 Nu 수 분포를 비교하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.276-280
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• 2007

초음속 유동장내에 분사된 이차제트 주변에서의 열전달 현상을 고찰 하였다. 초음속 유동장내에 등 열유속조건이 적용되도록 히터를 표면에 설치하였으며, Jet to freestream momentum ratio(운동량비)에의 변화에 따른 2차분사를 하여, 2차분사홀 주변의 표면온도 변화를 적외선 카메라를 통하여 측정하였으며, 이를 바탕으로 대류열전달 계수를 계산하였다. 또한 초음속 유동장 내에서 돌출된 실린더 주변 표면의 대류열전달 계수 측정 결과와 비교 하였다. 실린더의 주유동에 대한 기울어진 각도와 2차분사의 운동량비는 표면 대류열전달계수 분포에 중요한 요인으로 작용하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권12호
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• pp.953-960
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• 2020

본 논문은 회전익기용 엔진 감속기 주 기어열의 기어 웹 형상 최적화에 대해 기술하였다. 최적화 목표는 총중량, 전달 오차, 정렬 오차, 치면 하중 분포 계수 값의 최소화로 설정하였으며, 기어의 웹 두께, 웹과 축의 연결 위치, 웹과 림의 연결 위치를 설계변수로 선정하였다. 최적화 과정에서 기어의 웹, 축, 림은 3D 캐드 모델로부터 유한요소 모델로 변환되었으며, 기어 해석 프로그램 MASTA에 입력되었다. 최적화 알고리즘은 NSGA-II를 사용하였다. 최적화 결과 주 기어열의 총중량, 전달 오차, 정렬 오차, 치면 하중 분포 계수 값은 모두 감소하였으며, 최대 응력도 안전한 수준으로 나타나서 전반적으로 기어 성능이 개선되었음을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제9권4호
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• pp.334-341
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• 2000

회전 히트파이프의 열 전달 특성은 내부 관벽에 형성되는 응축 액막 두께와 증발부로 귀한되는 응축액의 유동율에 의해 결정된다. 본 연구는 축 방향으로 그루브(groove)를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 성능에 대한 실험 연구로써, 그루브에 의한 효과를 파악하기 위해 2종류의 히트파이프를 제작하고 작동성은 시험을 수행하였다. 회전 히트파이프가 작동시, 원심력에 의해 그루브로 응축액의 유동을 촉진시키며, 따라서 응축부 벽면에 형성되는 액막 두께가 얇게 된다. 응축부에 그루브를 갖는 히트파이프의 열전달 계수는 풀 유동에서 2000~4000W/$m^2$$^{0}$ C, 환상 유동 영역에서 1500~2500W/$m^2$$^{0}$ C로써, 전체 원형단면을 갖는 히트파이프와 비교하여 약 1.5배 정도의 열저달 향상을 볼 수 있었으며, 열전달 한계는 약 40% 정도 향상되는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.685-693
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• 1990

본 연구에서는 복사열전달 효과를 알아보기 위해 에너지 방정식을 수치적으로 풀었으며, 그 결과를 열전달계수 및 온도의 항으로 나타내었다. 수치 해석적 모델의 검증을 위해 여러사람들이 물질전달과정 해석을 위해 사용한 나프타린 승화법(naphth- alene sublimation technique)을 이용하여 실험을 수행하였다. 또한 실험에 사용된 다공질체(ceramic blocks)의 침투율도 측정하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1993년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.109-109
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• 1993

CANDU 원자로 지역별 대표 핵연료봉 1개에 대하여 열행태를 해석할 수 있는 '평균 단일 핵연료(ASF : Averaged Single Fuel)' 모델을 우선 제안하였다. 핵 연료봉 하나를 12 개 동일 체적의 환형 격자로 나누고 시공간을 고려하는 전진 유한 미분 해석을 적용하여 핵연료봉내에서의 열적 변이를 모사 하였다. 핵연료의 전도도 및 비열은 온도에 종속함이 가정되었다. 주어진 열출력에 대하여, 핵연료와 피복관내의 정상상태 온도분포를 산출하였고 주어진 냉각재 온도 및 표면 열 전달 계수에 대하여 핵연료봉 단위 길이당 저장열을 계산하였다. 초기 온도 분포의 임의 값에 대하여, 시간 단계별 열출력 및 열전달 계수 변이에 따른 저장열, 온도 분포, 냉각재료의 출력과 피복관 온도 변이를 계산하였다. 이후 ASF 모델을 CANDU 14개 지역 출력 특성의 실제적 모사 및 해석이 가능하도록, 14개 지역 대표 핵연료봉모델 모두를 동시에 포함하는 '다영역 핵연료(MZF : Multi Zone Fuel)' 모델로 확장하였다.