• 한국가시화정보학회지
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• 제18권3호
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• pp.23-34
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• 2020

Two-phase flow and heat transfer characteristics during the reflood phase of a single heated rod in the KHU reflood experimental facility were examined. Two-phase flow behavior during the reflooding experiment was carefully visualized along with transient temperature measurement at a point inside the heated rod. By numerically solving one-dimensional inverse heat conduction equation using the measured temperature data, time-resolved wall heat flux and temperature histories at the interface of the heated rod and coolant were obtained. Once water coolant was injected into the test section from the bottom to reflood the heated rod of >700℃, vast vapor bubbles and droplets were generated near the reflood front and dispersed flow film boiling consisted of continuous vapor flow and tiny liquid droplets appeared in the upper part. Following the dispersed flow film boiling, inverted annular/slug/churn flow film boiling regimes were sequentially observed and the wall temperature gradually decreased. When so-called minimum film boiling temperature reached, the stable vapor film between the heated rod and coolant was suddenly collapsed, resulting in the quenching transition from film boiling into nucleate boiling. The moving speed of the quench front measured in the present study showed a good agreement with prediction by a correlation in literature. The obtained results revealed that typical two-phase flow and heat transfer behaviors during the reflood phase of overheated fuel rods in light water nuclear reactors are well reproduced in the KHU facility. Thus, the verified reflood experimental facility can be used to explore the effects of other affecting parameters, such as CRUD, on the reflood heat transfer behaviors in practical nuclear reactors.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.9-15
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• 1999

A screw-type centrifugal pump was manufactured to carry primarily solids and its impeller had a wide flow passage. However, there was an effect on the flow passage shape on delay of the choke due to entrained air not being clarified yet. Moreover, because its impeller has a particular shape, only few studies have tried to clarify the pump performance and details of internal flow pattern of that pump. For this reason, we carried out the pump performance experiment under air-water two-phase flow condition with different impeller tip clearances, pump rotational speeds and void fractions by using a small screw-type centrifugal pump designed to acquire basic data. In a general centrifugal pump, it was reported that there was a loss of pump head from single-phase flow to the choke due to air entrainment near the best efficiency point being large. However, the loss near the best efficient point in a screw-type centrifugal pump became less than that in a general centrifugal pump.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권10호
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• pp.1012-1020
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• 2009

This research is focused on the experimental study of the noise induced by two-phase refrigerant flow in the evaporator. The two-phase flow in the evaporator has various flow patterns. The effects of two-phase flow pattern's characteristics on the noise of the evaporator are investigated experimentally. The experimental data shows that the generated noise is mainly related to the layout of the pipe and the certain two-phase flow patterns such as the churn and slug flow. Based on these results, we removed the unnecessary vertical pipe and changed the pipe diameter of the evaporator - inlet into small one in order to avoid the intermittent flow condition. The noise level of newly-designed inlet-pipe of the evaporator was measured experimentally by refrigerant-supplying equipment and compared with that of conventional one.

• 수산해양기술연구
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• 제56권4호
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• pp.395-406
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• 2020

The objectives of this study were to develop the optimal structures of recirculating aquaculture tank for improving the removal efficiency of solid materials and maintaining water quality conditions. Flow analysis was performed using the CFD (computational fluid dynamics) method to understand the hydrodynamic characteristics of the circular tank according to the angle of inclination in the tank bottom (0°, 1.5° and 3°), circulating water inflow method (underwater, horizontal nozzle, vertical nozzle and combination nozzle) and the number of inlets. As the angle in tank bottom increased, the vortex inside the tank decreased, resulting in a constant flow. In the case of the vertical nozzle type, the eddy flow in the tank was greatly improved. The vertical nozzle type showed excellent flow such as constant flow velocity distribution and uniform streamline. The combination nozzle type also showed an internal spiral flow, but the vortex reduction effect was less than the vertical nozzle type. As the number of inlets in the tank increased, problems such as speed reduction were compensated, resulting in uniform fluid flow.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권8호
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• pp.1085-1096
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• 2000

An experimental study was performed to examine the heat and mass transfer characteristics of $LiBr-H_2O$ solution flowing over a single horizontal tube with the water vapor absorption. Effects of the flow rate and the temperature of the solution at the top of the tube, the absorber pressure and the drainage pattern were considered. The absorption rate depends highly on the absorber pressure at the low flow rate condition while on the solution inlet temperature at the high flow rate condition. Also, when the flow rate is low, the absorption performance with the sheet flow drainage appeared to be higher than that with the dripping/jet drainage. However, at the high flow rate condition, the case became reversed. The liquid film became wavy with the higher absorption rate. The waves were more probable to form with the lower flow rate and temperature of the solution, and with the higher absorber pressure.

• 설비공학논문집
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• 제8권1호
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• pp.140-150
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• 1996

CFC-12, which has been used most widely in automobile air conditioners and household refrigerators is scheduled to be phased out soon because of its high ozone depletion potential. Now HFC-134a is suggested as an alternative refrigerant for CFC-12. In this Study, we intended to investigate how PAG oil influence evaporation heat transfer and flow pattern, using R-134a and PAG oil influences evaporation heat transfer and flow pattern, using R-134a and PAG oil in the horizontal miro-fin evaporation tube. Experiments were conducted under the flowing est conditions : mass velocity 86-250kg/$m^2$s, heat flux 5-30 ㎾/$m^2$, oil concentration 0-21 wt.% and saturation temperature 5$^{\circ}C$. Local evaporation heat transfer coefficients were found to be higher at the top, side and bottom of the tube in this order. Average heat transfer coefficients turned out to increase with oil concentration increment up to 3 wt.% oil concentration, whereas heat transfer coefficients gradually decreased over 3 wt.% oil concentration, because of oil-rich liquid film was formed on the heat transfer surface. Flow patterns were rapidly transitioned to annular regimes up to 3 wt.% oil concentration. In case of pure refrigerant, measured heat transfer coefficients in the experiments were similar to those of Kandlikar＇s correlation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8870-8878
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• 2015

이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon Capture&Storage, CCS)은 대규모 배출원으로부터 이산화탄소를 포집하여 지중의 안전한 지질구조에 수천년 이상 안정적으로 저장하는 기술이다. 포집된 이산화탄소에는 필연적으로 불순물이 포함되어있으며, 특히 연소과정에 투입되는 공기를 구성하는 대표적인 물질들인 질소, 산소, 아르곤 등이 유입될 수 있다. 이러한 불순물들은 포집 이후의 전체 공정에 다양한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 이산화탄소 혼합물의 관내유동에 다양한 불순물이 미치는 영향을 평가할 수 있는 실험 장치를 설계 및 제작하였으며 특히 이산화탄소 혼합물의 관내유동에 있어 아르곤 불순물이 미치는 영향을 평가하였다. 즉, 이산화탄소-아르곤 혼합물 2상유동의 압력강하와 유동양식을 실험적으로 분석하였으며, 이를 다양한 압력강하 모델 및 상관식과 비교하여 추후 이산화탄소 혼합물 관련 공정 설계 시 참고할 수 있는 기초 데이터를 제시하고자 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권5호
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• pp.484-491
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• 2015

바지락 양식장의 생산력은 적지 선정과 밀접한 관련이 있기 때문에, 생산량 관리를 위해서는 양식품종에 적합한 서식지를 평가하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 2014년 5월 곰소만에 위치한 고창 갯벌어장의 9개 정점에 대하여 서식지 적합지수(Habitat Suitability Index, 이하 HSI)를 평가하였다. 평가인자로 바지락의 성장(해수유동, 클로로필 a), 생존(퇴적물 입도-모래, 실트질 점토), 수질환경(용존산소, 염분)을 선정하였고, HSI기법을 이용한 갯벌어장 적지 평가를 수행하였다. HSI 가점은 객관적 판단을 위해 가중치를 고려한 가정과 고려하지 않은 가정을 함께 시도하였다. 평가결과, 고창 갯벌어장의 하부조간대(HSI; No weight: 0.60~0.76, Weight: 0.47~0.70)가상부조간대(HSI; No weight: 0.25~0.27, Weight: 0.09~0.10)보다 높은 적합지수를 나타내었으며, 해수유동과 퇴적물이 바지락 선호 서식지 결정에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 본 연구는 과학적인 접근을 통하여 현재 고창 바지락 양식장 이외의 잠재적인 적지를 고려할 수 있고, 갯벌어장 최적 관리 방안을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다.

• 한국수산과학회지
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• 제26권4호
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• pp.380-391
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• 1993

고밀도의 어류양식 순환수 처리씨스템 개발을 위하여 양식장의 수질특성 조사 및 생물학적 유동층 공정에 의한 모형 폐수처리 장치로 운영 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 단일어종을 양식하는 H 및 S 양만장 폐수의 경우 BOD $9.4{\sim}13.1\;mg/l$, COD(Mn) $14.5{\sim}20.0\;mg/l,\;NH_4-N\;1.1{\sim}2.3\;mg/l,\;NO_3-N\;15{\sim}21\;mg/l$이었고, 틸라피아 등 3종의 어류를 사육하는 B 및 K 양식장에서는 BOD $9.3{\sim}11.3\;mg/l$, COD(Mn) $8.0{\sim}11.1\;mg/l,\;NH_4-N\;7.3{\sim}20.2\;mg/l,\;NO_3-N\;26.9{\sim}46.4\;mg/l$의 수질특성을 나타내었다. 2) H 및 S 양만장 폐수의 BOD/COD 비율은 0.65로 거의 동질의 유기물 농도 값을 가지며, 틸라피아 등 3 종의 어류를 사육한 B 및 K 양식장 폐수에서는 크게 상이하였다. 3) 양식장의 여과조 및 동육조내 DO 농도를 기준으로 한 시간별 수질변동폭은 $1.5{\sim}2.0$ 배로 조사되었다. 4) 양만장 폐수의 탄소성 유기물 분해속도상수값은 $0.049\;d^{-1}$, 질산화반응 속도상수값은 $0.035\;d^{-1}$로서 미생물 분해작용에 의한 BOD 곡선식은 다음과 같이 나타낼 수 있었다. $y_T=14.1(1-10^{-0.222t)+30.9(1-10^{-0.035(t-8)})$ 5) BFB 처리 씨스템의 $0.014{\sim}0.075g\;NH_4-N/g\;BVS{\cdot}day$ 부하 조건 하에서 5 배의 암모니아성 질소 부하량 증가에도 질산화율은 $65{\sim}79\%$로 안정되게 나타났다. 6) BFB 처리 씨스템에 있어서 $0.014g\;NH_4-N/g\;BVS{\cdot}day$의 낮은 암모니아성 질소 부하조건에서는 공존 유기물 농도가 실산화 반응속도 저하 요인으로 작용하였다. 7) 부하율 변화 영향을 받지 않을 것으로 예측되었던 미생물 농도 $3.04{\sim}3.44\;g/l$의 무산소 BFB 탈질 씨스템에서 T-N 부하율 증가시 T-N 제거율 감소경향이 뚜렷하였던 바, 그 이유는 화기성조내에서 호기성 질산화 미생물의 증식이 억제되었기 때문으로 파악되었다. 8) 부하율 변화에 따른 처리율의 안정성과 반응조내에서 고농도의 미생물유지 잠재력을 확보하는 BFB 방법은 소요 부지면적이 작고 처리효율을 임의로 선택할 수 있는 실용성이 보장되므로 기존의 처리방법보다 설계 및 운영면에서 유리할 것으로 평가되었다.

• 한국수산과학회지
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• 제27권4호
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• pp.413-433
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• 1994

진해만은 빈산소로 인한 수산생물의 생산성 저하가 현저하다. 본 연구에서는 진해만의 수질환경개선 및 회복을 위해서 빈산소 수괴의 형성방지가 무엇보다도 중요하다고 생각되어 해수유동 및 물질순환 모델을 이용하여 빈산소 수괴 형성상태를 재현하였고, 주요 오염부하가 용존산소에 미치는 영향의 정도를 예측하여 어장환경 관리방안을 도출한 결과는 다음과 같다. 저층의 용존산소 농도분포는 수온 및 밀도성층과 밀접한 관계를 가지고 변동하였고 수온성층이 가장 강했던 $6{\sim}7$월에 양식어장이 밀집된 진해만 서부해역과 마산만 해역에서 2.0mg/l이하의 빈산소 수괴가 형성되었다. 해수유동 모델에 의한 $M_2$분조 계산결과 창조시 유향의 주류는 가덕수로를 통하여 서쪽으로 이동하였고 일부는 마산만으로 유입되었으며, 낙조시는 반대방향이었다. 최강유속은 가덕수로 부근에서 발생하였고 진동만, 고현성만, 원문만등의 진해만 서부해역과 마산만에서는 5cm/sec이하로 미약하였다. 항유는 만 중앙부와 칠천도 사이에서 반시계방향의 환유가 형성되는 것이 특징적이었으며, 마산만이나 당황만 입구 부근에서는 표층의 경우 남향의 흐름이 나타났고, 저층에서는 북향의 흐름이 형성 되었다. 물질순환 모델의 보정결과 상관성은 0.85이상을 보였고 상대오차는 $28\%$이하의 범위내에서 여름철의 빈산소 수괴를 재현하였다. 각종 오염부하가 용존산소에 미치는 영향의 정도와 범위를 시뮬레이션을 통하여 예측한 결과 SOD가 전지역에 걸쳐 가장 큰 영향을 나타내었고 ,마산만의 유입부하도 용존산소 분포에 큰 영향을 미쳤으나 마산만내 국한되어 나타났으며, 양식생물에 의한 부하는 영향도 적었고 진해만 서부해역에 국한되었다. 빈산소 수괴가 강하게 형성되는 마산만과 진해만 서부해역의 빈산소 수괴 형성방지를 위해 효율적인 오염저감 대책으로서 마산만의 경우 유입 COD부하와 SOD를 저감해야하며, 진해만 서부해역의 경우 SOD가 주가 되어야 함을 알 수 있었다. 회복시켜야 할 용존산소 농도를 해역II등급인 5.0mg/l의 농도를 유지시키기 위해서는 마산만의 경우 유입되는 COD 부하를 $50\%$, SOD를 $70\%$로 저감해야 하며, 진해만 서부해역의 경우 SOD를 $95\%$, 양식생물 오염부하를 $90\%$까지 저감해야 되는 것으로 나타났다.