• 제목/요약/키워드: 원관

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수평원관 내 이산화탄소의 증발열전달 특성 연구 (A Study on the Characteristics of Evaporative Heat Transfer for Carbon Dioxide in a Horizontal Tube)

  • 조은석;윤석호;김민수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.104-107
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    • 2000
  • Evaporative heat transfer characteristics of carbon dioxide has been investigated. Experiment has been carried out for seamless stainless steel tube with outer diameter of 9.55 mm and inner diameter of 7.75 mm. Direct heating method is used for supplying heat to the refrigerant was uniformly heated by electric current which was applied to the tube wall. The saturation temperature of refrigerant is calculated from the measured saturation pressure by using an equation of state. Inner wall temperature was calculated from measured outer wall temperature, accounting for heat generation in the tube and heat conduction through the tube wall. Mass Quality of refrigerant was calculated by considering energy balance in the preheater and the test section. Heat fluxes were set at 12, 16, 20, 23, and $27kW/m^2$, mass fluxes were controlled at 212, 318, 424, and $530 kg/m^2s$, and saturation temperature of refrigerant were adjusted at 0, 3.4, 6.7 and $10.5^{\circ}C$. From this study, heat transfer coefficients of carbon dioxide have been provided with respect to quality for several mass fluxes, heat fluxes. Finally, the experimental results in this study are compared with the correaltion by Gungor and Winterton(1987).

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원관내 맥동난류유동에서의 열전달 수치해석 (Numerical Analysis of Heat Transfer in Pulsating Turbulent Pipe Flow)

  • 박희용;이관수;김창기
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1282-1289
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    • 1990
  • 본 연구에서는 원관내에서 동적으로 완전히 발달한 난류맥동유동에서 관벽에 서 균일한 열유속이 주어지는 경우에 대하여 난류모델로서 K-.epsilon. 2방정식 모델을 적용 하여 수학적인 모델을 세운 후 이를 수치적으로 해석하였다. 그 결과 시간평균 레이 놀즈수가 10000인 경우에 대하여 Strouhal수가 0.0005에서 0.05 그리고 맥동속도진폭 이 0.8이하인 맥동류에 대한 열전달 특성을 제시하였다.

수평원통관 내에서 용융이 일어날 때의 열전달특성 (Heat Transfer Characteristics for Inward Melting in a Horizontal Cylinder)

  • 염성배;홍창식
    • 태양에너지
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    • 제10권2호
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    • pp.44-58
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    • 1990
  • 본 연구에서는 파라핀을 채운 수평 원관의 관벽을 가열하여 축열할 때에 관내에서 일어나는 열전달현상을 다루었다. 용융이 진행됨에 따라 고액 밀도차에 의해서 고상이 아래로 가라앉는 침강형을 대상으로 하여 고상 윗부분의 액상에서는 자연대류를 고려한 열전달모델을 세우고, 고상의 하부와 관벽 사이의 액막에서는 중력과 부력 그리고 액막 내의 압력에 의한 힘간의 평형관계를 이용하여 액막 내에서의 열전도모델을 세워 이를 수치모사하여 이론적으로 해석하였다. 그리고 실제 실험에 의하여 시간에 따른 용융형태를 사진으로 기록하여 이를 분석함으로써 용융량을 구하였고 유동장을 가시화하여 이론적 결과와 비교하였다. 실험에서 얻은 전체 용융량을 상부액상과 하부액막에서 녹은 양으로 구분하여 용융이 진행됨에 따른 각 부분에서의 용융속도 변화를 알아보았다.

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제빙관의 형태변화에 따른 제빙특성 (Ice Making Characteristics According to Changing Shape of Ice Making Tube)

  • 정은호;박기원
    • 설비공학논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.291-296
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    • 2009
  • Ice accumulating system patterned ice-an-coil is the way of refrigerating regenerative materials on the surface of copper-tube inserted into the inside of ice-storage. The study experimented to understand ice-an-coil type ice making characteristics according to changing shape of ice making tube. The experiment were carried out under various conditions, that used brine temperature($-l0^{\circ}C$, $-6^{\circ}C$) brine flow rate(l.0m/s, 1.8m/s) and inlet water temperature($6^{\circ}C$, $12^{\circ}C$) etc. Mass of ice per making area increased according to the decrease of the brine temperature and inlet water temperature, but that was increased according to the increase of the brine flow rate. And I set up two hypotheses and compared the capacity of ice-making of the two cases; each had the same thermal area and one had an round-shaped copper tube but the other had an oval-shaped copper tube.

원관 주위 유하 액막에 의한 관 외벽에서의 입자 부착에 대한 실험 (An experiment of the particle deposition on a circular cylinder in a laminar flow)

  • 정종수;이윤표;정기만;박찬우
    • 설비공학논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.113-119
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    • 2000
  • An experimental study has been carried out in order to investigate on a particle deposition on a circular cylinder surface. The present study is focused on the particulate fouling occurring in a heat exchanger for a seawater desalinization, in a laminar flow over circular cylindrical tubes. The objective is to investigate how NaCl concentration influences the $SiO2$ particle deposition on the surface of a glass circular cylinder. The NaCl concentration was changed from 0 g/L to 40 g/L. As the experimental results of $SiO2$ particle which is deposited on the glass circular cylinder surface showed, particle deposition rate per unit time increases rapidly with the increase of NaCl concentration between 0 g/L and 15 g/L. After the maximum of particle deposition rate was found at the NaCl concentration of 15 g/L, particle deposition rate remains unchanged or decreases gradually with the NaCl concentration from 15 g/L to 40 g/L. Also the $SiO2$ deposition rate of particles does not have serious variations with the position at present glass surface.

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원관내 유동에서의 준최적 제어의 평가 (Assessment of Suboptimal Control in Turbulent Pipe Flow)

  • 최정일;;성형진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권2호
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    • pp.345-352
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    • 2002
  • A suboptimal control law in turbulent pipe flow is derived and tested. Two sensing variables ∂p/∂$\theta$$\_$w/ and ∂v$\_$$\theta$/∂γ│$\_$w/ are applied with two actuations ø$\_$$\theta$/ and ø$\_$γ/. To test the suboptimal control law, direct numerical simulations of turbulent pipe flow at Re$\_$$\tau$/=150 are performed. When the control law is applied, a 13∼23% drag reduction is achieved. The most effective drag reduction is made at the pair of ∂v$\_$$\theta$/∂γ│$\_$w/ and ø$\_$γ/. An impenetrable virtual wall concept is useful for analyzing the near-wall suction and blowing. The virtual wall concept is useful for analyzing the near-wall behavior of the controlled flow. Comparison of the present suboptimal control with that of turbulent channel flow reveals that the curvature effect is insignificant.

수직원관형 GAX 흡수기 내부의 열 및 물질전달과정에 대한 수치모델 (A Numerical Model for Heat and Mass Transfer Processes within a Vertical Tube GAX Absorber)

  • 천태식;정은수
    • 설비공학논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.102-111
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    • 2000
  • A numerical model which simulates the simultaneous heat and mass transfer within a vertical tube GAX absorber was developed. The ammonia vapor and the solution liquid are in counter-current flow, and the hydronic fluid flows counter to the solution liquid. The film thickness and the velocity distribution of the liquid film were obtained by matching the shear stress at the liquid-vapor interface. Two-dimensional diffusion and energy equations were solved in the liquid film to give the temperature and concentration, and a modified Colburn-Drew analysis was used for the vapor phase to determine the heat and mass fluxes at the liquid-vapor interface. The model was applied to a GAX absorber to investigate the absorption rates, temperature and concentration profiles, and mass flow rates of liquid and vapor phases. It was shown that the mass flux of water was negligible compared with that of ammonia except the region near the liquid inlet. Ammonia absorption rate increases rapidly near the liquid inlet and decrease slowly. Both the absorption rate of ammonia vapor and the desorption rate of water near the liquid inlet increase as the vapor mass flow rate increases, but the mass fluxes of the ammonia and the water near the liquid outlet decrease as the mass flow rate of the vapor increases.

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환상이중원관에서 R-113의 비등열전달에 관한 연구 (A Study on the Boiling Heat Transfer of R-113 in a Concentric Annular Tube)

  • 김명환;김철환;오철;윤석훈;김경근
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제18권5호
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    • pp.12-23
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    • 1994
  • The two-phase flow is observed in power plants, chemical process plants, and refrigeration systems etc., and it is very important to solve the heat transfer mechanism of a boiler, an automic reactor, a condenser and various types of evaporators. Recently, the problem of two phase heat transfer is braught up in many regions with development of energy saving technique. In flow boiling system it is necessary to store data in each condition because the heat transfer characteristics of flow boiling region vary by the change of flow pattern and the magnetude of heat flux to tube length, and be subtly affected by the flow and heating condition. So basic study for knowing flow pattern in heat transfer region and the relation between heat transfer characteristic and flow condition is desired to accumulate data in wide variety of liquid and flow system in the study of heat transfer of two phase flow. In this study R-113 was selected as working fluid whose properties were programmed by least square method, and experiment was conducted in the region of mass flow $1.628{\times}10^6$~$4.884{\times}10^6$/kg/$m^2$hr with inlet subcooling 10~3$0^{\circ}C$, sustaining test section inlet pressure to 1.5kg$_f$/$cm^2$abs.

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납작관의 종횡비가 R-410A 증발열전달 및 압력손실에 미치는 영향 (Effect of Aspect Ratio of Flat Tube on R410A Evaporation Heat Transfer and Pressure Drop)

  • 김내현;이을종;변호원
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권4호
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    • pp.395-404
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    • 2013
  • 본 연구에서는 내경 5.0mm 원관을 납작하게 한 납작관에 대하여 R-410A를 사용하여 증발열전달 실험을 수행하였다. 실험은 포화온도를 $15^{\circ}C$로 고정한 상태에서 열유속을 $5{\sim}15kW/m^2$, 질량유속을 $200{\sim}400kg/m^2s$로 변화시키며 수행되었다. 실험결과 납작관의 종횡비가 증가할수록 열전달계수와 압력손실 모두 증가하였는데 특히 종횡비 4 인 경우 증가폭이 현저하였다. 납작관의 실험결과를 기존 상관식들과 비교한 결과 열전달계수는 Shah 상관식, 마찰계수는 Jung and Radermacher 상관식이 적절히 예측하였다.

가정용 고분자연료전지 시스템을 위한 통합형 천연가스 개질기 개발 (Development of Integrated NG Fuel Processor for Residential PEMFC system)

  • 서유택;서동주;정진혁;윤왕래
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.231-234
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    • 2005
  • 수소 기반의 에너지 사회는 중소규모 분산 발전과 연료 전지 자동차에서 시작될 거라는 예측이 지배적이다. 가정용 고분자 연료전지 시스템은 상업화에 가장 가까운 소규모 분산 발전 시스템중의 하나이며, 에너지기술연구위원에서는 가정용 고분자 연료전지에 수소를 공급하기 위한 천연가스 수증기 개질시스템의 개발을 진행해 왔다. 효율 향상과 제작의 용이성, 그리고 소형화에 초점을 맞추어 개발된 prototype-I은 $2.0Nm^3/hr$의 순수 수소 생산 용량을 가지고 있으며, 수증기 개질기와 수성가스 전이 반응기 수중기 생성 장치, 그리고 반응열 공급에 필요한 버너 등을 이중 동심원관에 통합한 형태이다. 수중기 개질과 수성가스 전이 반응을 거쳐 나오는 개질 가스의 조성은 $72.3\%\;H_2,\;4.8\%\;CH_4,\;0.7\%\;CO,\;22.2\%\;CO_2$이며, 이때 S/C 비율은 2.5였다. 고분자 연료 전지 공급 시 요구되는 CO 농도가 10ppm 이하이기 때문에, 본 시스템에는 선택적 산화 반응기를 2단으로 설치하여 CO. 농도를 10ppm 이하로 낮추어주었다. 전체 시스템의 열효율은 LHV 기준으로 $68\%$. Prototype-I의 운전을 통해 설계 개선안을 도출하였으며, 이를 적용해 제작한 prototype-II가 시험 운전 중이다,. 통합된 개질 시스템에서는 각 단위 반응기사이의 열교환을 최적화하여 단위 반응들이 적정 온도 범위에서 일어나도록 유도하는 것이 중요하다. Prototype-II는 수증기 개질 반응기와 WGS 반응기, 수증기 생성 장치 사이의 열교환율을 향상시켜 농도를 $2.5\%$로 감소시키면서 CO의 농도는 $1\%$이하로 유지하였다. 이 결과를 바탕으로 얻어진 메탄 전환율은 $87\%$이고, 열효율은 LHV 기준으로 $75\%$이다. 아울러 개선점을 적용한 선택적 산화 반응기를 제작하였다. 개질 가스와 산소의 혼합을 유도하고, 반응기 온도의 제어를 통해 선택적 산화 반응의 속도와 선택성을 향상시키고자 한다. 시스템의 운전을 통해 메탄 전환율과 열효율의 개선을 진행할 예정이다.

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