• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.3
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• pp.223-229
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• 2015

In this study, the effects of the leakage flow between the baffle and tube bundles on the performance of a shell and tube heat exchanger (STHE) were examined using the commercial software ANSYS FLUENT v.14. A computational fluid dynamics model was developed for a small STHE with five different cases for the ratio of the leakage cross-sectional area to the baffle cross-sectional area, ranging from 0 to 40%, in order to determine the optimum leakage flow corresponding to the maximum outlet temperature. Using fixed tube wall and inlet temperatures for the shell side of the STHE, the flow and temperature fields were calculated by increasing the Reynolds number from 4952 to 14858. The present results showed that the outlet temperature, pressure drop, and heat transfer coefficient were strongly affected by the leakage flow, as well as the Reynolds number. In contrast with a previous researcher's finding that the leakage flow led to simultaneous decreases in the pressure drop and heat transfer rate, the present study found that the pertinent leakage flow provided momentum in the recirculation zone near the baffle plate and thus led to the maximum outlet temperature, a small pressure drop, and the highest heat transfer rate. The optimum leakage flow was shown in the case with a ratio of 20% among the five different cases.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.33 no.8
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• pp.1116-1122
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• 2009

As a result of this study, we reached the following conclusions. With appropriate setting of oil pressure and flow rate, it operated same rotation speed with existing cooler by electrical transmission. In initial operation, a temperature of a cold storage is lower rapidly. As an internal temperature of a cold storage is lower, a decreasing rate of temperature is lower. As a result of comparing the both type, the cooler of oil pressure type showed the following results. The decreasing rate of temperature was more faster and shorter operating time was more shorter than existing cooler of electric type. The actual case of a cold storage, the cooler of oil pressure type can prevent quality deterioration and decrease power consumption. As an internal temperature of a cold storage is lower, power consumption increased rapidly, the oil pressure type showed lower power consumption. COP of two of these types decreased continuously as the internal temperature of a cold storage being reach setting temperature, and that of oil pressure type showed higher amount about 25%. As a setting temperature is lower, the number of refrigerator's operating times are less and operating time is longer, so power consumption is increased in the maintenance of a cold storage's internal temperature, power consumption of hydraulic type showed lower amount about 21~25% in two of these types.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.277-277
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• 2011

본 논문은 $CO_2$ 히트펌프용 모세관의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 모세관 길이 예측에 대해서 이론 및 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발온도, 가스냉각기 냉각압력, 냉매유량, 모세관의 관경 등이다. 몇몇연구자들의 자료를 바탕으로 $CO_2$ 모세관 길이를 예측할 수 있는 수학적 모델식을 작성하였다. 그리고 단열 모세관 팽창장치내 $CO_2$의 증발온도, 냉매유량, 냉각압력 등에 대해서 실험한 결과, Fig. 1에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 증발온도는 감소하는 것을 알 수 있다. 그리고 증발온도에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스(flash gas)의 발생으로 인해 액상의 양보다 기상의 양이 많아지고 액상의 압력강하보다 기상의 압력강하가 휠씬 더 크기 때문이다. 또한 증발온도에 대한 실험값과 예측값은 6.5~9.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 2에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량은 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 모세관 길이가 증가할수록 냉매 압력강하가 더욱더 증가하기 때문이다. 그리고 냉매유량에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. 이는 전술한 증발온도와 동일한 이유로 실제 $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스의 발생량이 많아지기 때문이다. 또한 냉매유량에 대한 실험값과 예측값은 0.64~10.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 3에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉각압력은 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 증발온도가 일정한 경우 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량이 감소하여 압축기 토출측 온도(압력)가 상승하기 때문이다. 그리고 냉각압력에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 낮게 나타났으며 실험값과 예측값은 1.04~3.7% 이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라서 본 연구에서는 수송기계용 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.548-557
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• 2002

본 연구는 스털링 기관의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 재생기의 설계에 적합한 축열재를 찾을 목적으로 단일 철선 종류(ø0.7, ø0.9, ø1.2, ø1.6, ø2.0, ø2.7), 복합 철선 4종류 (ø1.6-ø1.2, ø1.2-ø1.6, ø0.9-ø1.2, ø1.2-ø0.9), 철망-철선을 서로 다르게 혼합한 축열재 8종류(150-ø0.9, 150-ø01.2, ø0.9-150, ø1.2-150, 150-ø0.9-150, 150-ø1.2-150, 150-ø1.6-150, 150-ø2.0-150)을 공시 축열재로 하여 스털링 기관의 운전조건과 동일한 왕복 유동 상태에서 축열재의 삽입 방법에 따른 온도 분포 및 압력 강하 특성에 관한 실험을 수 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 단일 철선을 축열재로 사용한 경우, 재생기 양단의 온도차는 단일 철선의 직경이 작을수록 커지는 경향을 보였으나, 양단의 압력 차는 단일 철선의 직경이 커질수록 작아졌다. 단일 철선 ø0.7과 ø0.9의 성능은 이들 2종류의 공시 축열재의 성능을 비교하기 위하여 재생기 양단의 온도차 증가에 따른 기관의 압력증가량과 압력강하 곡선의 차를 비교한 결과, 거의 비슷함을 알 수 있었으며 최적치를 나타냈다. 2. 복합 철선 4종류의 경우, 가열부 쪽에 ø1.2, 냉각부 쪽에 ø0.9를 삽입한 것이 반대로 삽입한 것보다 재생기 양단의 온도차가 큰 반면, 압력 차는 적으므로 재생기 축열재로서 더 적합한 것으로 나타났다. 복합 철선을 사용할 경우 가열부 쪽보다 냉각부 쪽에 철선 직경이 작은 것을 삽입하는 것이 효과적임을 알 수 있다. 또한 철선의 직경이 큰 것의 조합보다는 직경이 작은 철선의 조합이 재생기 양단의 온도차가 큼을 알 수 있다. 3. 철망-철선 혼합재를 축열재로 사용할 경우 재생기를 반으로 나누어서 가열부 쪽에 철선을, 냉각부 쪽에 철망을 삽입한 것이 반대로 삽입한 것보다 재생기 양단의 온도차는 높게 나타났고, 재생기 양단의 압력 차는 낮게 나타났다. 재생기 축열재로서 철망-철선을 사용할 경우 철선-철망 ø1.2-150이 전열 표면적은 작으나 재생기 양단의 온도차가 가장 큰 것으로 나타났으며 재생기 양단의 압력 차는 가장 낮게 나타나 공시 철망- 철선 혼합 축열재중 가장 우수함을 알 수 있다. 4. 철망사이에 철선을 삽입한 축열재의 경우, 철망사이에 삽입한 철선의 직경이 큰 것이 철선의 직경이 작은 것보다 재생기의 양단의 온도차가 높게 나타났고 재생기 양단의 압력차는 작게 나타났다. 그러므로 철망사이에 철선을 삽입한 것 중 성능이 우수한 것은 150-ø2. 0-150으로 나타났다. 5. 실험한 재생기 축열재들 중에서 성능이 우수한 것들을 비교한 결과, 복합 철선 ø1.2-1 50이 가장 성능이 좋은 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.10a
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• pp.9-9
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• 1999

액체로켓 엔진의 분사기와 연소실 설계에 사용될 재생냉각형 칼로리미터의 냉각유로를 설계하였다. 사용할 펌프의 수두는 5기압이며 이로써 끓는점 아래에서 작동할 수 있고 동시에 넓은 냉각 면적을 가지는 유로의 형상을 결정하였다. 유로에서의 압력강하와 온도분포는 전산유동해석에 의하여 구하였고 열부하는 기존의 연소 해석과 1차원해석에 의한 결과를 적용하였다. 해석결과로서 유로의 폭이 4mm에서 2.5mm까지 2단계로 줄었다가 다시 2단계로 늘어나는 냉각유로를 설계하였으며 이 때 높이는 2mm로 일정하게 유지하였다. 유량 변화에 의한 레이놀즈 수는 1.9$\times$$10^4$, 2.4$\times$$10^4$, 2.9$\times$$10^4$이며 세 경우 모두 주어진 펌프수두 이내의 압력강하를 보였으나 온도상승과 성능상의 여유를 고려하여 레이놀즈 수 2.4$\times$$10^4$인 경우를 최종 설계안으로 결정하였다.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.9 no.1
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• pp.60-64
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• 2000

This study was conducted to investigate effects of cooling methods on the growth and yield of tomato cv. momotaro in the glasshouse for four years from 1996 to 1999. Cooling methods were fan, fan and fogging, fan and shading(temp. control), fan and shading(radiation control), fan and shading (temp. control) with fogging. Fan, Fogging and Shading(temp. control) were operated automatically when air temperature was over 3$0^{\circ}C$. Amount of fogging was 500m1/min/100m$^2$and Droplets in a fog were 50 microns or smaller. Shading(radiation control) was operated automatically when solar radiation was over 500W/m$^2$. The growth and yield were the least in fan and shading(temp. control) method due to lack of light Intensity. Fogging method must be reconsidered for expensive equipment and maintenance expenses. As the matter stands, It is suggested to be the most considerable cooling method to increase ventilation rate with fan or use fan and shading(radiation control).

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.192-201
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• 2000

증발기와 응축기로 폐회로 냉동 시스템을 구성하여 기존 사용 냉매인 R22와 대체냉매로써 부각되고 있는 R407C, R410A를 사용하여 여러 가지 관 직경과 휜 형상을 가지는 열교환기에 대한 열전달량, 질량유량, 열교환기를 지나가는 냉매의 온도분포 그리고 공기측 압력강하를 측정하였다. 모든 열교환기에서 냉매의 질량유량이 증가함에 따라 열전달량은 증가하였다. R22와 R407C의 경우에 증발기측에서는 거의 같은 열전달량을 나타냈고 응축기측에서는 R407C가 전체적으로 열전달량이 높게 나타났다. 그리고 열교환기의 전달량은 유로의 형상보다는 냉매의 질량유량과 전열면적에 더 많은 영향을 받는다. 공기측 압력 강하는 열수가 많은 열교환기의 경우가 작게 나타났으며 슬릿휜을 가지는 열교환기의 압력강하가 가장 크고 웨이비휜을 가지는 열교환기가 가장 작게 나타났다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.15 no.3 s.47
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• pp.166-173
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• 2006

R134a is considered as an alternative refrigerant to R22 for air conditioners. An experimental investigation was made to study the characteristics of the heat transfer and pressure drop for R134a flowing in a fin-and-tube heat exchanger used for commercial air-conditioning units. Experiments were carried out under the conditions of inlet refrigerant temperature of $60^{\circ}C$ and refrigerant mass fluxes of $150,\;200,\;and\;250\;kg/m^{2}s$. The inlet air has dry bulb temperature or $35^{\circ}C$, relative humidity of 40% and air velocity varying from 0.68 to 1.6 m/s. Experiments show that air velocity decreased by 5.9% is needed for R134a than that of R22 while pressure drop for R134a was $18.1{\sim}20.4%$ higher than that of R22 for the degree of subcooling $5^{\circ}C$. The results are useful in designing more compact and effective condensers for various refrigeration and air conditioning systems using refrigerant R134a.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.116-121
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• 2006

The pressurization system in a liquid rocket propulsion system provides a controlled gas pressure in the ullage space of the vehicle propellant tanks. It is advantage to employ a hot gas heat exchanger in the pressurization system to increase the specific volume of the pressurant and thereby reduce over-all system weight. Therefore a significant improvement in pressurization system performance can be achieved, particularly in a cryogenic system. For this study air and $CN_2$ are employed as external fluid and pressurant respectively Numerical analysis on the pressurant discharging characteristics have been compared with the experimental results performed at the PTF(Propellant-feeding Test Facility). It is shown that the discrepancy of analytic and experimental results is within about ${\pm}15%$. It is estimated that the temperature drop rate of cryogenic pressurant immersed liquid oxygen can be predicted using this analytic approach method.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.1
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• pp.43-53
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• 2020

The effect of the relative location between pre-swirl nozzle and receiver hole on the performance of radial on-board injection type pre-swirl system was analyzed. In this study, tendency of the change of discharge coefficient and temperature drop efficiency were analyzed for 20 design points through the combination of 5 pre-swirl nozzle location and 4 receiver hole location. Discharge coefficient of system tended to be similar to the pressure ratio of the pre-swirl nozzle. System performance variation occurred as the flow structure in the cavity was affected by the surface, and the influence of the stationary surface is greater than that of the rotating surface. Discharge coefficient of system changed -1.39% to 1.25% and temperature drop efficiency changed -5.41% to 2.94% refer to reference design point.