• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.811-819
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• 2012

공랭식 응축기는 대기중의 공기를 이용해 스팀을 응축수로 전환시키는 발전용 냉각설비이다. 추운 겨울철, 공랭식 응축기는 열교환부 관내의 응축수가 동결되어 튜브 자체가 터지는 심각한 동파 문제를 수반한다. 이는 기존 공랭식 응축기 시스템이 가지는 튜브 출구의 구조적 문제로 인한 응축되지 않은 스팀 및 비응축성 기체의 역류가 주요 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 유사 모의 공랭식 응축기 시스템을 설계 및 제작하여 기존의 공랭식 응축기 시스템이 가지고 있는 문제점을 구현하고, 이를 해결하기 위한 설계가 가능함을 실험적으로 증명하였다. 기존 공랭식 응축기 시스템의 작동 원리와 유사한 조건에서 실시한 실험에서 역류에 의한 튜브 동결을 관찰할 수 있었다. 반면 신개념 공랭식 응축기 시스템을 적용한 실험에서는 역류 및 동결 발생없이 열교환이 잘 이루어짐을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.67-74
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• 2012

본 논문은 응축기의 비 응축 가스 배출 타입에 따른 틈 간격의 비율이 응축기의 성능에 미치는 영향에 관하여 다공성 매질 개념을 적용한 수치적 연구에 관한 것이다. 다공성 매질의 개념을 이용한 응축기의 성능 해석에서는 응축기기 내부의 다관군을 다공성 매질로 간주하며, 다관군에 의한 압력 강하는 상관식으로 반영한다. 상용수치해석 프로그램인 Fluent 와 user-defined functions 를 이용하여 McAllister 응축기에 다공성 매질 개념을 적용하여 3 차원 응축량을 해석하였다. 순수증기의 해석에서는 틈 간격이 응축량에 미치는 영향이 거의 없었다. 그러나 비 응축가스가 포함되어 있으며, 외부 배출의 경우 틈 간격은 응축량에 매우 큰 영향을 미쳤는데, 틈 간격이 줄어듦에 따라 응축량이 매우 증가하는 결과를 얻었다.

• 에너지공학
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• 제8권1호
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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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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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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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• 제36권6호
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• pp.762-767
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• 2012

본 연구는 실내외기가 일체화된 이동식 에어컨을 대상으로 장치 운전 중 발생되는 응축수를 응축기에 분사한 경우, 응축수가 장치의 성능특성에 미치는 영향을 파악한 연구이다. 연구 결과 응축기 입출구 냉매온도 및 출구 공기온도는 응축수를 이용하지 않는 기존방식에 비해 낮게 유입 및 유출되어 응축수에 의해 상당한 응축부하가 처리되는 것을 알 수 있었다. 또한 동일한 조건에서 장치의 냉동능력과 성능계수는 평균 약 3%, 13~16%정도 높게 나타났으며, 압축기 소비동력 또한 약 27%정도 낮게 나타나응축수를 이용한 경우가 주기적인 응축수 배출에 따른 문제점 해결 이외에도 장치의 성능향상에 크게 기여하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 춘계학술발표회 초록집
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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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.517-524
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• 2018

본 연구의 목표는 수평 관외 초소수성 튜브에서 비응축가스(NCG)의 영향을 관찰하고, 이를 일반 알루미늄 튜브의 응축 현상과 비교하는 것이다. 초소수성 튜브 제작을 위해 Self-Assembled Monolayer(SAM) 코팅으로 알루미늄 튜브의 외부를 표면개질 했다. 응축 성능을 나타내기 위해 총합 열전달계수를 사용하였고, 이 값으로 응축 성능을 비교 검토하였다. 본 연구의 주요 변수는 비응축가스 질량 분율로, 0.08에서 0.45의 범위에서 실험을 진행하였다. 응축 실험을 통해 비응축가스 질량 분율이 낮아질수록 응축 성능이 SAM 튜브와 일반 튜브에서 모두 향상되는 것을 확인했다. SAM 튜브에서 적응축 열전달 성능은 일반 튜브 대비하여 평균 약 1.9배에서 2.5배 정도 큰 것을 관찰하였다. SAM 튜브에서 비응축가스 질량 분율이 낮아지면서 응축 성능 상승폭이 감소하게 되는데, 이는 Flooded 응축 현상이 발현되었기 때문이다. 응축이 더 활발하게 진행되면 SAM 튜브에서 막응축이 일어나는 것을 관찰하였고, 이 때 성능은 일반 알루미늄 튜브보다도 저하된 성능을 보였다. SAM 알루미늄 튜브에서 Flooded 응축과 막응축이 일어나는 원인으로 표면에서의 Pinning 효과를 이용하여 설명하였다. 결론적으로, SAM 튜브를 실제 응축기에 적용해 표면개질로 인한 응축 성능 개선 효과를 얻기 위해서는 적응축 또는 Flooded 응축이 일어나는 조건으로 응축기 내 환경 조성을 해야 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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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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• 제20권4호
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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.

• 대한기계학회논문집
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• 제7권3호
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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.