• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.49-55
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• 2004

This paper addresses a numerical simulation of the flow and heat transfer in a simplified model of helically coiled tube steam generator using a general purpose computational fluid dynamic analysis computer code. The steam generator model is comprised of a cylindrical shell and helically coiled tubes. A cold feed water entered the tubes is heated up, evaporates. and finally become a superheated steam with a large amount of heat transferred continuously from the hot compressed water at higher pressure flowing counter-currently through the shell side. For the calculation of tube side two-phase flow field formed by boiling, inhomogeneous two-fluid model is used. Both the internal and external turbulent flows are simulated using the standard k-e model. The conjugate heat transfer analysis method is employed to calculate the conduction in the tube wall with finite thickness and the convections in the internal and external fluids simultaneously so as to match the fluid-wall-fluid interface conditions properly. The numerical calculations are peformed for helically coiled tubes of steam generator at an integral type pressurized water reactor under normal operation. The effects of tube-side inlet flow velocity are discussed in details. The results of present numerical simulation are considered to be physically plausible based on the data and knowledge from previous experimental and numerical studies where available.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제36권3호
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• pp.63-74
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• 2016

The nanofluids are the fluids with excellent thermal property, it is expected as a working fluid of the next generation. The nanofluids are well known that if it is used in the boiling heat transfer system, the critical heat flux is enhanced up to 200%, and the thermal conductivity is increased up to from 10 to 160%. However, the fouling phenomenon can be occurred that nanoparticles of nanofluids are deposited on the heat transfer surface. Therefore, to investigate relation between nanofluid and fouling, this study is carried out using oxidized graphene nanofluid. Also it compared and analyzed the critical heat flux and the boiling heat transfer coefficient. As the result, in case of oxidized graphene deposition for fouling, the critical heat flux is increased up to 20% more than oxdized graphene nanofluid. However, the boiling heat transfer coefficient is decreased down to about $6kW/m^2K$ at $1,000kW/m^2$ more than pure water.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.952-964
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• 1992

본 연구에서는 2차원 정사각형 밀폐공간내에 열복사를 흡수, 방사 및 비등방 산란하는 매질이 존재할 때 자연대류와 복사의 상호작용을 선형 비등방 산란을 가정 하고 복사열전달의 계산시 P-N 근사법을 이용하여 해석하였다. 수치계산을 통하여 Planck 수, 산란알베도, 광학두께, 벽방사율 및 비등방 산란이 유동 및 온도 특성 그리고 열전달에 미치는 영향을 조사하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제17권3호
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• pp.33-41
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• 1993

양벽면 모두 사각돌출형조도요소가 설치된 동심 이중관내에서 생기는 비대칭 난류유동과 열전달 특성을, 열전달과 마찰계수에 미치는 조도의 합성효과를 조사하기 위해, 연구하였다. 이론해석에서는 한쪽면에 거칠기가 있는 평행평판의 유동에 대한 수정 플란틀 혼합길이(mixing length)이론의 난류 모델을 속도분포와 마찰계수를 구하는데 사용하였다. 최대속도지점에서 안쪽과 바깥쪽의 두 속도형상들은 힘의 평형에 의해 일치시켰다. 그리고 나서, 온도 분포와 열전달 계수를 계산하였다. 속도형성과 마찰계수들의 해석결과는 실험과 매우 잘 일치하였다. 마찰계수와 Nusselt number에 미치는 조도비, 조도에 대한 피치비, 그리고 반경비등과 같은 여러 변수들의 효과들을 조사하였다. 본 연구는 일정의 조도 요소들이 전체적 효율 측면에서 볼때 유리하게 열전달을 향상시킨다는 것을 증명하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제20권1호
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• pp.35-46
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• 1988

원자로의 설계나 안전성 분석을 위해서는 핵연료 집합체 내의 유동 구조와 열전달에 대한 지식이 매우 중요하다. 따라서 핵연료 집합체 내의 유체 온도 분포를 정확히 계산하기 위해서는 냉각재 유로 내에서의 속도분포를 정확히 알아야 하는데 이것은 복잡한 난류 현상 때문에 예측하기가 매우 어렵다. 본 연구는 비등방성을 고려한 2-방정식 모형을 사용하여 속도분포를 구하고 핵연료 표면에서의 균일열속을 가정하므로써 유로내에서의 속도 분포를 예측하였다. 수치해는 Galerkin유한 요소법에 의해 핵연료봉 표면까지 구하여졌다. 수치 결과는 알려진 실험치 및 계산치와 비교되어 잘 일치하고 있고, 또한 난류 비등방성이 유로 내의 평균속도와 온도분포에 영향을 미치고 있음을 보았다. 그리고 조밀한 삼각 배열 핵연료 집합체(P/D=1.05-1.3) 내에서 나트륨 냉각재를 사용한 경우의 Nu-P/D관계식을 수립하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.343-352
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• 2013

본 연구에서는 열전달 표면의 형상과 그 위에서의 유동 속도의 변화에 따른 풀 비등 열전달계수의 변화를 살펴보기 위해 평판, 낮은 핀, Thermoexcel-E, Turbo-B 표면을 사용하여 유동 속도를 변화시켜가며 임계 열유속까지 열전달계수를 측정하였다. 작동 유체로는 증류수를 사용하였고 사각 평면 히터($9.53{\times}9.53mm$)를 이용하여 네 가지 표면에서 임계 열유속까지의 데이터를 얻을 수 있도록 장치를 제작하였고 $60^{\circ}C$에서 유동 속도를 0, 0.1, 0.15, 0.2m/s로 변화시켜가며 데이터를 취했다. 실험 데이터를 보면 모든 표면에서 유동이 있을 때의 임계 열유속은 유동이 없을 때에 비해 높은 것으로 나타났다. 또한 표면적의 증가와 기포 이탈에 충분한 핀 간격 등으로 인해 낮은 핀 표면의 임계 열유속은 평판이나 Turbo-B, Thermoexcel-E 표면보다 훨씬 놓았고 평판에 비해서는 무려 5배 정도의 향상을 보였다. 한편 대형 냉동기의 증발기용으로 개발된 Turbo-B와 Thermoexcel-E 표면은 물에서 기포의 이탈 지름이 크므로 열전달계수와 임계 열유속 모두 예상보다 큰 효과를 나타내지 않았다. $50kW/m^2$이하의 저열유속에서는 모든 표면에 대해 유동 속도 증가에 따라 열전달계수가 증가하였다. 결론적으로 핵발전소의 증기발생기에 적용하기에는 낮은 핀 형상의 표면이 가장 좋은 것으로 나타났다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.45-53
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• 2011

Multiphase lattice Boltzmann method (LBM) has been used to simulate the nucleate pool boiling directly. For the phase change model, the thermal model and the Stefan boundary condition were introduced to the isothermal LBM. The phase change model was validated by the bubble growth in a superheated liquid under no gravity. The bubble growth on and departure from a superheated wall has been simulated successfully. The preliminary results showed that the detail process of nucleate pool boiling was in good agreement with the experimental results.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.828-836
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• 1987

본 연구에서는 유동장과 입자의 부착율과의 관계에 대해 고찰하기 위하여 부 착되는 고체 벽면의 형상을 원통형으로 하여 비등온 유동에서 열확산에 의한 미소입자 의 원주방향으로의 부착율을 측정하고, 원통 내부의 냉각장치를 이용하여 벽면과 고온 가스와의 온도 차이를 크게하여(약 400∼700˚K), 높은 온도구배 영역에서의 열확산 효과에 대해 실험적인 연구를 확장시킴으로써 폭넓은 온도구배 영역에서의 열확산 이 론의 타당성을 검토한다. 그리고 이러한 실험결과들은, 원통주위의 미소입자 전달에 관한 종래의 Levich 등의 해와 입자의 미소한 관성의 영향을 동시에 고려한 Fernandez de la Mora 등의 점근적인(asymptotic)이론과 비교될 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제17권1호
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• pp.45-54
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• 1993

동심 이중관내에서 사각돌출형 조도요소에 의한 비대칭 난류유동과 열 전달특성을, 열전달과 마찰계수에 미치는 조도의 합성효과를 조사하기 위해, 연구하였다. 이론해석에서는 한쪽면에 거칠기가 있는 평행평판의 유동에 대한 수정 플란틀 혼합길이(mixing length)이론의 난류모델을 속도분포와 마찰계수를 구하는데 사용하였다. 최대속도지점에서 안쪽과 바깥쪽의 두 속도형상들은 힘의 평형에 의해 매치(match) 시켰다. 그리고나서, 온도 분포와 열전달 계수를 계산하였다. 속도형상과 마찰계수들의 해석결과는 실험과 매우 잘 일치하였다. 마찰계수와 Nusselt number에 미치는 조도비, 조도에 대한 피치비, 그리고 반경비등과 같은 여러 변수들의 효과들을 조사하였다. 본 연구는 일정 임의의 조도 요소들이 전체적 효율 측면에서 볼 때 유리하게 열전달을 향상시킨다는 것을 증명하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제2권2호
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• pp.1-8
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• 1997

Two versions of anisotropic k-ε turbulence model are incorporated in the modified k-ε model of Sohn et al. to avoid the need for the experimental normal stress value in the model and applied to convergent and divergent flows with strong and adverse pressure gradients in the plane of symmetry of a body of revolution. The models are the nonlinear k-ε model of Speziale and the anisotropic model of Nisizima & Yoshizawa. All of the models yield satisfactory results for relatively complex flow on a plane-of-symmetry boundary layer. The results of the models are compared with those results of experimental normal stress value.