• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.8
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• pp.811-819
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• 2012

An air-cooled condenser is a device that is used for converting steam into condensate by using ambient air. The air-cooled condenser is prone to suffer from a serious explosion when the condensate inside the tubes of a heat exchanger is frozen; in particular, tubes can break during winter. This is primarily due to the structural problem of the tube outlet of an existing conventional air-cooled condenser system, which causes the backflow of residual steam and noncondensable gases. To solve the backflow problem in such condensers, such a system was simulated and a new system was designed and evaluated in this study. The experimental results using the simulated condenser showed the occurrence of freezing because of the backflow inside the tube. On the other hand, no backflow and freezing occurred in the advanced new condenser, and efficient heat exchange occurred.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.1
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• pp.67-74
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• 2012

A numerical analysis was carried out to estimate the effect of the gap size ratio on the performance of condensers under noncondensable gas ventilation using the porous medium approach (PMA). In the PMA, the details of the tube bundle in the condenser are considered to be those of a porous medium, and the flow resistance term is added in the momentum equation. Three-dimensional analysis of the condensation for a McAllister condenser was conducted with the PMA using Fluent and user-defined functions (UDFs). The gap size effect on the condensation was negligible under pure steam conditions. However, the gap size effect was dominant in condensation with noncondensable gas and external venting. As the gap size decreased, the condensation rate increased for noncondensable gas in an external venting system.

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.1
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• pp.14-22
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• 1999

본 연구는 일반적으로 소·중용량의 냉동·공조기에 많이 사용되고 있는 플레이트 핀 코일형 공냉응축기를 대상으로 수치해석에 의해 응축기의 특성을 파악하였다. 해석에서는 응축기를 과열증기영역, 2상영역 및 과냉각액영역으로 구분하여 공냉 응축기의 성능에 큰 영향을 미치고 있는 공기온도, 공기측열전달률, 입구 냉매온도, 응축온도 및 질량유량 등을 파라메터로하여 이들의 상호관계와 이들이 응축완료점까지의 거리 및 방열량 등에 미치는 영향을 파악하였다. 해석결과로는 해석모델로부터 각 영역의 냉매 상태량, 온도분포 및 열전달률을 구할 수 있었고, 일반적으로 응축기의 성능에 많은 영향을 미치는 각종 파라메터들을 중심으로 광범위한 동작조건에서 이들의 상관관계 및 특성을 파악하므로서 응축기 설계를 위한 기초 자료 및 설치장소나 주위환경 등에 따라 서로간에 다양한 영향을 미치는 실제장치의 동적특성 해석을 위한 자료를 얻을 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.107.1-107.1
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• 2011

최근 석유, 가스, 석탄을 비롯한 화석연료의 다량 사용으로 기후변화, 대기오염 등의 환경문제 및 자원 고갈의 우려 때문에 바이오매스는 중요한 화석연료 대체 에너지 자원으로써 큰 관심을 받고 있다. 바이오매스 자원을 에너지로 전환하는 방법 중 하나인 급속 열분해 공정은 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 열적으로 분해하여 액상 상태의 생성물을 회수하는 공정으로, 증기상의 열분해 가스를 응축하여 회수하게 된다. 바이오매스의 급속 열분해에 관한 연구는 주로 바이오매스의 종류와 열분해 조건에 따라 회수되는 바이오 원유의 수율 및 물리 화학적 특성에 관한 연구가 수행되고 있으나, 열분해 가스의 응축에 관한 연구는 응축에 수반되는 복잡한 물리적 현상 때문에 미진하다. 따라서 본 연구에서는 바이오매스의 급속 열분해를 통해 생성되는 증기상의 열분해 가스의 응축 현상을 모사 할 수 있는 모델링 기법에 대해 연구하였다. 급속 열분해 공정을 통해 생성되는 바이오 원유는 수백개의 화합물로 구성되어 있으며, 동일한 바이오매스를 사용한 경우라도 공정조건에 따라 바이오 원유에 포함된 화합물은 달라진다. 따라서 본 연구에서는 바이오 원유의 주요 화합물인 water, propanal, butanal, pentanal, phenol, guaiacol, coniferyl alcohol, formic acid, acetic acid, propanoic acid, butanoid acid를 대상으로 열분해 가스의 응축을 모사하였다. 본 연구에서는 응축 모델링 기법의 검증을 위해 실험결과와 비교하여 정확성을 검증하였으며, 본 연구의 결과를 활용하여 응축 조건 변화에 따른 급속 열분해 가스의 응축률을 예측하고, 이를 이용한 응축 열교환기 설계에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.6
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• pp.762-767
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• 2012

This study presents the effect which the condensation water affects on performance characteristics of apparatus when the condensation water injects to the condenser. The experimental results are the following. The inlet outlet refrigerant temperature in condenser and outlet air temperature showed a little lower than that of the existing method. Also, the refrigeration capacity and COP(coefficient of performance) increased about 3%, 13~16% and the compressor work decreased about 27% than that of the conventional method. So, these results contribute not only the performance improvement of apparatus but also the solution of problem according to the discharge of periodic condensation water.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.05a
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• pp.207-212
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• 1995

본 연구에서는 발전소 응축기를 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 관 내외 측 열전달계수의 계산에는 기존 상관식들과 응축 모델을 사용하였고 $\varepsilon$-NTU 방법을 사용하여 응축기를 해석하였다. 실제 응축기를 모사하기 위하여 관다발 보정계수 및 화울링 계수도 도입하였다. 이 프로그램을 사용하여 기존 평관을 대체할 전열촉진관의 형상을 도출하였다. 시뮬레이션 결과 전열촉진관을 사용하면 증기 응축 온도를 6 - 8 $^{\circ}C$ 정도 낮출 수 있음을 알 수 있었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.4
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• pp.517-524
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• 2018

This purpose of this research is to observe the influence of non-condensable gas (NCG) on a horizontal super-hydrophobic aluminum tube and compare it with a bare aluminum tube. To achieve super-hydrophobic characteristics, an aluminum tube was coated with a Self-Assembled Monolayer (SAM). The overall heat transfer coefficient U was used to represent the condensation performance. The NCG mass fraction was the main variable, and its range was 0.08 to 0.45. The condensation performance of the SAM tube and bare tube increased with decreasing mass fraction of NCG. The SAM tube showed 1.9 to 2.5 times larger dropwise condensation performance than the bare tube. When the mass fraction of NCG decreased in the SAM tube, the rate of increase of the SAM tube was lower because flooded condensation occurred. In addition, filmwise condensation occurred in the SAM tube when more active condensation was generated, and its performance was lower than that of the bare aluminum tube. The flooded and filmwise condensation in the SAM tube is explained by the pinning effect. In conclusion, controlling the condition of the condenser is necessary to improve the condensation performance by surface modification a SAM.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.571-576
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• 1998

고온의 증기가 과냉각 상태의 물과 직접접촉에 의해 발생하는 응축현상(DCC Direct Contact Condensation)을 실험적으로 고찰하였다. 본 연구는 두단계로 나누어 수행하였다. 1단계 연구에서는 간단한 원형관 형태의 수평 노즐을 통하여 증기제트가 대기압 상태의 과냉각수로 분출될 때 증기제트 및 주위의 거동을 측정·분석하였다. 수조의 온도와 증기유량의 변화에 따른 증기제트의 축방향과 반경방향 온도분포와 수조 벽면에서의 동압을 측정하였으며, 고속 비디오 카메라를 사용하여 각각의 경우에 대하여 증기제트의 분출이미지를 촬영하였다. 벽면에서의 동압은 노즐의 분출구직경과 응축수의 온도에 비례하여 증가하였다. 2단계 연구에서는 몇가지 형태의 증기분사기 축소 모형에 대한 응축성능을 비교하였다. 이때에는 수조의 온도상승으로 인해 수조가 가압되는 정도를 알아보기 위해 수조를 밀봉한 상태로 실험을 수행하였다. 실험시 수조의 압력은 시간의 경과에 따라 계속적으로 증가하였으나, 이는 방출된 증기의 불완전한 응축에 의한 것은 아니고 증기의 분출과 응축으로 인한 응축수의 부피팽창과 수조 온도의 상승으로 인한 증기압의 상승 때문인 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.20 no.4
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• pp.59-69
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• 1996

냉동.공조 및 각종 화학공업에 널리 사용되는 열교환기인 응축기의 고성능화 및 합리적인 설계를 위해서는 냉매의 정확한 응축열전달률 예측과 그 메카니즘 규명이 필수 요건이다. 본 연구에서는 내경 9.7mm, 외경 12.7mm, 길이 1200mm의 수직 이중관 응축기의 압력강하 및 응축열전달특성을 실험적으로 밝혔다. 실험으로부터 Lockart-Martinelli의 상관 관계식을 이용한 수직 응축관내 압력강하 특성을 종래의 실험식들과 비교.검토하고 새로운 압력강하식을 제안하였다. 그리고 종래의 해석방법과는 달리 비환상류 모델을 가정한 해석결과로부터 전 유동양식에 걸쳐 적용할 수 있는 새로운 응축열전달 예측식을 제안하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.7 no.3
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• pp.344-352
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• 1983

격납 용기 내에 비응축성 가스(공기)가 존재하는 경우에 증기의 응축 열전달 계수를 평가하는 방 법을 연구하였다. 유일한 대규모 격납 용기 실험인 CVTR자료를 이용하여 응축 열전달 계수를 계산하여, 현재 원자력 발전소의 냉각재 상실 사고(LOCA) 및 주 증기 배관 파열사고(MSLB)시에 격납 용기의 안전 해석에서 공식적으로 사용되고 있는 Tagami와 Uchida열전달 계수 관계식과 비교해 본 결과 좋은 일치를 보여 주었다.