• 제목/요약/키워드: 응축부

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전산유체역학을 이용한 직접 접촉식 히트파이프의 응축부 형상에 따른 성능비교 (Performance Comparison on the Condenser Shapes of Direct Contact Heat Pipe using CFD)

  • 고요한;강경문;서태범
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2008년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.203-208
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    • 2008
  • The purpose of this study is to compare the different shapes of condenser of the direct contact heat transfer from the heat pipe condenser to the receiving water using CFD. The heat transfer from the working fluid of the heat pipe to receiving fluid flows through the manifolder is one of the important part in evacuated solar collector system. The retrenchment of the thermal resistance between the heat pipe and the manifolder could increase the thermal performances of the whole system. Recently, direct heat transfer from the heat pipe condenser wall to the receiving water was suggested and accompanied experiments were achieved. This experiment shows the better performances of the direct contact heat transfer analogically. Preceding calculations are carried out for the performance comparison: mesh dependence test, discretization method test and equation model test. with these preceding tests, 4 different shapes of condenser are compared and each case were set up for the same heat flux at the condenser wall. The calculation result shows that the efficiency of the extended surface condenser shape is 10% higher then the that of the others.

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태양열 집열기용 히트파이프 응축부 형상 변화에 따른 열성능 연구 (A Study on Thermal Performance of Heat Pipes with Different Condenser Shape for Evacuated Tubular Solar Collector)

  • 곽희열;주홍진
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.28-33
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    • 2008
  • The purpose of this study was experimentally to investigate thermal performance of heat pipe for evacuated tubular solar collector. Two sets of evacuated tubular solar collector with different condenser shape of heat pipe were prepared. The experiments were performed under the same operating condition with an indoor testing apparatus. Also, the experiments were carried out various testing conditions including inclination, flow rate, and incident heat flux. The results of thermal performance of collector with enlarged condenser showed that $F_R({\tau}{\alpha})$ was 0.6572 and $F_RU_L$ was -2.0086 at $40^{\circ}$. And the results of thermal performance of collector with straight condenser showed that $F_R({\tau}{\alpha})$ was 0.6233 and $F_RU_L$ was -1.4996 at the same inclined angle.

삼각 단면을 갖는 회전 열파이프의 열전달 특성에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Heat Transfer for a Rotating Heat Pipe with a Trigonal Cross Section)

  • 이진성;김철주;김윤제;최영준;홍성은
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1997년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.114-121
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    • 1997
  • 회전 열파이프의 열전달 성능은 액막 두께 및 증발부로 귀환되는 응축 액막 유동율에 의해 결정된다. 그 동안 응축액 유동율을 촉진시키기 위하여 용기 내벽에 groove, 테이퍼 및 나선형 코일을 삽입하여 유동율을 높이는 방법들이 연구되었다. 본 연구도 회전 열파이프의 내부 관벽 구조에 관한 것으로써 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프의 열전달 특성을 파악하고자 하였다. 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프는 고속 회전 영역에서 모서리 부분으로 액막이 집중되어 관 내벽에 형성되는 액막 두께를 줄일 수 있으나 증발부에서 국부적인 과열이 발생되어 불안정한 작동 상태를 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 개선방안으로 증발부에 부분적으로 원형관을 접합하였으며, 그 결과 dry-out의 억제와 함께 삼각 유동 단면에 의한 액막 두께 감소 효과를 볼 수 있었다. 회전체 발열부 냉각에 적용시키기 위해서는 앞으로 최적의 기하학적 형상에 따른 충전율 및 액막에서의 열전달에 대한 정량적인 해석 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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세관을 사용한 응축기에서 R-22의 대체냉매인 R-410A의 응축 열전달 특성 (Condensation Heat Transfer Characteristics of R-410A as an Alternative R-22 in the Condenser with Small Diameter Tubes)

  • 손창효
    • 청정기술
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    • 제13권2호
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    • pp.151-158
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    • 2007
  • 프레온계 냉매의 지구온난화와 오존층파괴 문제로 인해 대체냉매로서 R-410A가 주목을 받고 있다. 이러한 대체냉매를 세관에 적용시킬 경우 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 지구환경에 미치는 영향을 감소시키고, 대기를 청정하게 만드는 기술 및 방안으로 각광 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 R-22의 대체냉매로 각광받고 있는 R-410A의 세관응축기 내에서의 응축열전달 특성에 대해 실험적으로 고찰하고자 하였다. 실험장치는 유동양식, 열전달, 압력강하 특성을 파악할 수 있도록 제작되었고, 주요 구성품은 냉매펌프, 증발기, 응축기(시험부), 사이트 글라스(가시화부), 압력탭, 측정장치 등이다. 시험부의 내관은 내경 3.36 mm와 5.35 mm인 수평평활 동관이다. 실험변수들의 범위로서 질량유속 $200{\sim}500\;kg/m^2s$이고, 열유속은 $1.0{\sim}2.4\;kW$이다. R-410A의 응축열전달 계수가 R-22에 비해 최대 5% 정도 높은 것을 알 수 있었다. 세관 내 R-410A와 R-22의 유동양식은 환상류 영역이 지배적으로 나타남을 관찰하였고, 건도가 0.2 이하인 영역에서는 성층류가 나타남을 확인할 수 있었다. 내경 3.36 mm의 압력강하가 내경 5.35 mm에 비해 $30{\sim}50%$정도 높았다. 종래의 응축 열전달 상관식과 실험데이터를 비교한 결과, Fujii의 상관식과 최대 40%이내에서 일치하였다.

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저온 상변화 물질 특성을 이용한 태양열 물펌프 실용화 연구 개발 -장치의 최적설계- (Development of solar powered water pump by using low temperature PCM -Optimal design of the system-)

  • 김영복;이양근;이승규;김성태;정병섭
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2003년도 동계 학술대회 논문집
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    • pp.406-411
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    • 2003
  • 에탄올과 같은 저온 상변화물질의 팽창과 응축과정에서 발생하는 압력과 진공상태를 이용하여 물을 양수하는 물펌프는 태양열과 같이 에너지강도는 약하지만 그 자원이 무한하고 청정한 에너지원을 이용하기에 매우 이상적인 장치이다. 이와 관련한 국내 연구로서는 김 등(2002)에 의한 펜탄의 증기압을 이용한 물펌프장치의 에너지변환실험과 작동사이클 과정에서의 열역학적인 해석을 통한 성능분석이 있다. 장치의 설계와 관련하여 Kwant 등(1981)은 작동물질의 응축액을 가열부측으로 되돌리기 위한 방법으로 응축부와 물탱크, 공기탱크를 분리하여 설계한 바 있고, 온도변화에 따른 탱크효율에 대해 분석하였다. (중략)

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내경 1.77 mm관내 R-22와 R-410A의 응축열전달 (The Condensation Heat Transfer of R-22 and R-410A in an Inner Diameter Tube of 1.77 mm)

  • 손창효;노건상
    • 한국가스학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.48-53
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    • 2008
  • 본 연구는 세관내 R-22와 R-410A의 응축 열전달 계수를 실험적으로 조사하였다. 냉매 순환루프의 주요 구성품은 수액기, 변속 액펌프, 질량유량계, 증발기(예열기), 응축기(시험부)로 구성된다. 시험부는 평활, 수평 동관으로 내관의 내경과 외경이 각각 1.77 mm와 3.38 mm이다. 냉매 질량유속은 $450{\sim}1050\;kg/(m^2s)$이고, 입출구 평균건도는 $0.05{\sim}0.095$이다. 주요 실험결과를 요약하면, 응축 열전달 계수는 질량유속과 건도이 증가할수록 증가하였고, R-410A의 응축 열전달 계수가 R-22에 비해 약간 높았다. 종래의 상관식과 비교한 결과, 저건도와 저질량유속을 제외하고는 실험값과 종래의 상관식으로 예측한 값의 차이가 큰 것으로 나타났다.

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중성자 가시화를 통한 연료전지 분리판 평가 (Investigation on Neutron imaging method of bipolar plate for PEMFC)

  • 윤종진;조규택;이종현;안병기
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.14-16
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    • 2008
  • 자동차 구동용 연료전지 스택에 적용된 분리판에 대하여 연료전지 내부의 수분분포 및 농도를 측정할 수 있는 중성자 가시화 기법을 이용하여 구조진단을 실시하여 유로의 분기부 및 180도 회전부의 수분 응축과 같은 국부적인 Flooding 현상과 분리판의 반응면적 전체에 대한 불균일한 수분분포를 확인하였다. 신규 개발 스택에 적용된 분리판은 이러한 구조진단 결과를 바탕으로 변형된 유로 도입을 통한 180도 회전부 제거, 냉각수 입구와 인접한 부분에서 교차하게 되는 수소 출구 부분의 수분응축에 의한 Flooding 현상을 완화하기 위한 냉각수 유로를 적용하여 중성자 가시화 기법을 통하여 동일한 가습조건에서 부하에 따른 분리판 반응면적 전체에 대한 수분분포를 조사하였다.

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접시형 증발부를 가진 회전형 히이트파이프의 실험적 연구 (An experimental study of the rotating heat pipe with a dished evaporator)

  • 권순석;장영석;유병욱
    • 태양에너지
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    • 제12권3호
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    • pp.116-125
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    • 1992
  • 증발부를 접시형으로 하고 응축부를 나선형 그루우브로 하는 히이트파이프에서 움직이지 않는 경우와 회전을 하는 경우 입 열량에 따라 벽면과 증기의 온도분포를 구하여 전열특성을 연구하였다. 본 연구에 사용된 히이트파이프는 단순 히이트파이프보다 우수한 전열특성을 가지며, 히이트파이프의 열전달은 입열량과 회전수가 증가하면 증가하였다.

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터어빈 회전차를 모델로하는 복합 히이트파이프의 전열특성에 대한 연구 (A Study on the Heat Transfer Characteristics in the Composite Heat Pipe as Modeling Turbine Rotor)

  • 권순석;장영석;유병욱
    • 태양에너지
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    • 제13권2_3호
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    • pp.120-132
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    • 1993
  • 본 연구의 목적은 터어빈 회전차를 모델로한 복합회전형 히이트파이프의 전열특성을 실험과 유한요소의 해석법에 의하여 연구한 것이다. 입열량과 회전수에 따른 Nu, Re, Pr 그리고 무차원 응축액막두께가 변수로 사용되었다. 해석과 실험치는 거의 유사한 경향으로 일치하였으며, 연구결과는 복합히이트파이프 성능예측을 하는데 도움을 주었다. 복합회전형 히이트파이프에서의 열저항은 응축액막두께가 감소함에 따라 응축부의 열전달은 급격히 증가하였고, 응축액막두께는 복합회전형 히이트파이프의 전열 특성에 가장 큰 영향을 주었다. 주어진 Pr에서 Re가 변화함에 따라 무차원 응축액막두께가 일정한값으로 나타났고,무차원 응축액막두께는 회전수의 역수의 제곱근에 비례하였다. 본 연구의 해석적 방법에 의해서 Nu=A$({\delta}({\omega}/v)^{-1/2}Re^B)$라는 식을 구했고, 이때 A=0.963, B=0.5025의 값을 얻었다.

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