• 에너지공학
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• 제9권4호
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• pp.334-341
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• 2000

회전 히트파이프의 열 전달 특성은 내부 관벽에 형성되는 응축 액막 두께와 증발부로 귀한되는 응축액의 유동율에 의해 결정된다. 본 연구는 축 방향으로 그루브(groove)를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 성능에 대한 실험 연구로써, 그루브에 의한 효과를 파악하기 위해 2종류의 히트파이프를 제작하고 작동성은 시험을 수행하였다. 회전 히트파이프가 작동시, 원심력에 의해 그루브로 응축액의 유동을 촉진시키며, 따라서 응축부 벽면에 형성되는 액막 두께가 얇게 된다. 응축부에 그루브를 갖는 히트파이프의 열전달 계수는 풀 유동에서 2000~4000W/$m^2$$^{0}$ C, 환상 유동 영역에서 1500~2500W/$m^2$$^{0}$ C로써, 전체 원형단면을 갖는 히트파이프와 비교하여 약 1.5배 정도의 열저달 향상을 볼 수 있었으며, 열전달 한계는 약 40% 정도 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.217-223
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• 1996

혼합증기(수증기/공기)의 막응축 열전달 계수를 수직한 벽면에서 측정하고 상관식을 개발하였다. 열전달 상관식은 액막측과 증기측으로 구분하여 만들었고, 액막측 전열계수의 상관식은 액막의 Reynolds수와 Prandtl수의 함수로 나타냈으며, 증기측 전열계수의 상관식은 증기의 Reynolds수, Prandtl수, Schmidt수 및 공기의 질량분율, 액막 Reynolds수의 함수로 제안하였다. 응축 액막의 두께와 확산층의 순간온도 측정결과로부터 액막의 파형 계면이 확산층에서의 열 및 물질전달에 큰 영향을 끼치고 있음을 확인하였고, 증기측 전열계수의 상관식에 포함된 액막 Reynolds수가 파형 계면의 영향을 반영하고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1111-1119
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• 2010

본 연구에서는 내경 5.0mm 원관을 납작하게 한 납작관에 대하여 R-410A 를 사용하여 응축열전달 실험을 수행하였다. 실험은 포화온도와 열유속을 각각 $45^{\circ}C$ 와 10kW/$m^2$으로 고정한 상태에서 질량유속과 건도를 변화시키며 수행되었다. 실험결과 납작관의 종횡비가 열전달계수에 미치는 영향은 유동양식에 따라 달리 나타났다. 환상류에서는 종횡비가 증가할수록 증가하고 성층류에서는 종횡비가 증가할수록 감소하였다. 한편 납작관의 마찰손실은 종횡비가 증가할수록 증가하였다. 기존 상관식들은 납작관의 열전달계수와 마찰계수를 적절히 예측하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권4호
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• pp.376-382
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• 2014

본 연구의 목적은 물에 대한 판형열교환기의 설계프로그램 개발을 위해 응축열전달계수 및 압력강하에 관한 상관식을 확보하는 것이다. 저온측의 단상유동에 관해서는 Ko의 상관식을 사용하였으며 고온측의 응축이 발생하는 이상유동에 대해서는 Annaiev의 상관식과 Lockhart 모델을 적용하여 알고리즘을 제시하였다. 판형열교환기의 운전가능한 범위내에서 상관식의 오차는 상용코드와 비교시 20%이내를 나타냈다.

• 에너지공학
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• 제27권4호
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• pp.27-35
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• 2018

피동원자로건물냉각계통(PCCS)은 사고 발생 시 원자로건물로 방출된 열을 제거하여 원전의 건전성을 보장하기 위해 설계되었다. PCCS의 열제거 성능은 증기-공기 혼합물의 응축열전달에 의해 결정된다. 본 연구에서는 응축열전달계수의 예측 정확도를 향상시키기 위해 새로운 상관식을 이식한 MARS-KS 코드를 사용하여 PCCS의 열제거 성능을 평가하였다. MARS-KS 코드에 사용된 새로운 상관식은 압력, 벽면과냉도, 비응축성 기체 질량분율 및 응축튜브의 종횡비와 같은 열전달계수에 영향을 미치는 변수들을 이용하여 개발하였고, 이는 MARS-KS코드의 기본 응축 모델인 Colburn-Hougen 모델을 대체하여 적용되었다. 대형파단 냉각재상실사고 발생 시 PCCS의 운전에 따른 다양한 열수력학적 변수들을 분석하였고, 열제거 성능 평가를 위해 새로운 상관식이 적용된 MARS-KS 코드의 원자로건물 압력거동 계산결과와 기존의 응축모델을 이용한 해석결과를 비교하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.23-30
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• 2002

본 연구는 축방향 내부 핀을 가진 열사이폰의 작동유체의 체적변화에 대한 응축 및 비등열전달 성능에 관한 연구이다. 열사이폰 내부의 작동유체는 증류수를 사용하였다. 열사이폰의 총체적에 대한 작동유체의 양을 변화시키면서 실험데이터를 산출하였다. 열사이폰의 응축부에 대한 열유속과 응축열전달계수를 구하였으며, 실험결과를 이론모델과 비교분석하였다. 실험결과로부터 열사이폰의 열전달 성능은 작동유체의 체적변화에 크게 의존하였다. 축방향내부 핀을 가진 열사이폰의 열전달 성능은 평튜브로 제작한 열 사이폰보다 크게 향상되었다. 이와 같은 열사이폰을 태양열 분야의 열교환기에 응용할 경우, 고성능화와 소형화할 수 있다. 그리고 산업현장에서 실제적으로 적용하기 위해 총열전달계수를 산출하였다.

• 청정기술
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• 제14권1호
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• pp.53-60
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• 2008

본 연구에서는 내경이 각각 5.80 mm와 10.07 mm인 두 개의 수평 이중관열교환기 내에서의 탄화수소계 냉매의 응축열전달과 압력강하에 대한 실험을 $35.5{\sim}210.4\;kg/m^2\;s$의 질량유속과 응축온도인 $40^{\circ}C$에서 수행하였다. 탄화수소계 냉매 R-290과 R-600a의 응축열전달계수가 프레온계 냉매인 R-22보다 높았다. 응축압력강하는 R-600a > R-290 > R-22 순으로 나타났고, 내경이 5.8 mm인 관 내 보다 10.07 mm인 관 내의 압력강하가 R-600a에서는 $6{\sim}15%$ 정도 높았으며, R-290과 R-22에서는 각각 $9.8{\sim}12.5%$와 $2.1{\sim}4.6%$ 정도 높게 나타났다. 실험으로 구한 응축열전달계수와 종래의 상관관계식을 비교해 본 결과, 모든 관경에 대해 Haraguchi 등의 상관관계식과 가장 좋은 일치를 보였다.

• 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.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.151-157
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• 2002

화석에너지에 대한 경제적 부담과 환경오염문제를 줄이기 위하여 열펌프의 성능계수향상을 위하여 냉온 공기열교환기(HEEVA)를 고안하였고, 이 열교환기의 열특성과 성능계수향상에 미치는 영향을 분석하기 위하여 냉.난방 실험을 수행하였다. HEEVA에 의한 찬 공기와 더운 공기의 온도변화, 전열량 및 냉온 공기열교환기 효율, 총열전달계수등을 측정분석하였고, 냉난방시 외기온에 따른 열펌프의 성능계수, 소비전력, 응축기.증발기 출구 공기토출 온도 변화를 측정 분석함으로서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 외기온이 -4~11$^{\circ}C$로 변할 때 열펌프의 난방과정에서 HEEVA 찬공기 입출구 온도차는 4.5$^{\circ}C$에서 9.$0^{\circ}C$로 증가하였으며, HEEVA에 의한 영향으로 2~6$^{\circ}C$상승된 공기가 증발기 입구로 유입되어 냉매증발을 촉진하였다. 2. 실온이 4~22$^{\circ}C$일 때 HEEVA 더운공기 입출구 온도차는 3$^{\circ}C$에서 7$^{\circ}C$로 증가하였으며, 응축기에 유입되는 공기온도를 3~8$^{\circ}C$낮게 함으로서 압축기 소모전력을 감소시켜 COP 상승 효과를 나타냈다. 3. 외기온과 실온변화에 따라 풍량 346m$^3$/hr의 찬 공기가 받은 열량과 풍량 747m$^3$/hr의 더운 공기가 준 열량간의 차는 50~150kcal/hr로 나타났으며, 더운 공기가 준열량과 찬 공기가 받은 열량의 비가 83~98% 이었으므로 HEEVA의 열 교환율은 91% 을 보였다. 4. 총합열전달계수는 이론값이 실험 값보다 1~3W/m$^2$K 크게 나타났으며, 이 결과는 두 값 사이에 10% 내.외의 편차로서 Nusselt수를 구하기 위한 Petukhov상관식의 자체오차 15%에 비해 크지 않은 오차범주에 속하며, 이론상의 총합열전달계수 유도식의 타당성을 입증한 것이라 하겠다. 5. HEEVA를 작동함으로서 난방시 COP가 HEEVA를 작동하지 않았을 경우보다 0.3~0.5 향상된 것으로 나타났다. 이것은 HEEVA가 겨울철 난방에 효율을 높일수 있는 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제10권4호
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• pp.349-356
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• 2001

물과 증기의 직접접촉에 의한 응축 열전달은 움직이는 증기/물 경계면에서 열 및 물질 전달이 이루어지는 현상으로서, 매우 큰 열전달계수를 수반하는 특징이 있기 때문에 이를 응용한 설계가 산업계에서 광범위하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 단일 수평 배관을 통해 과냉각수가 있는 응축탱크로 안정된 증기제트가 방출될 때, 증기제트 형상을 예측하는 간단한 응축해석모델을 제시하였다. 해석모델은 축대칭 좌표계에서 질량, 운동량 및 에너지 방정식과 증기/물 경계면에서 의 응축 특성을 고려한 열평형 방정식을 사용하여 유도하였다. 증기/물 경계에서의 매우 큰 열전달율은 기존의 실험을 근거로 한 유효열전도계수에 의해 반영되었다. 해석결과는 실험결과와 비교하였고, 제시된 해석 모델은 실험에서 관찰된 바와 같이 증기 질량유속과 수조 온도가 증가할수록 증기제트 크기(반경 및 길이)가 증가하는 경향을 보였다.