• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1293-1300
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• 2011

물 냉각기의 응축기와 증발기의 형상(길이, 관 직경, 관수, 통로 수)은 설비비용에 관련된 열전달 면적과 운전비용에 관련된 압력강하와의 조화로 결정될 수 있다. 물 냉각기 (냉동사이클)의 쉘-관 형상의 열교환기(응축기와 증발기)의 관 내부로 물이 통과할 때, 주어진 냉각부하와 요구조건을 만족하면서, 물 압력강하가 작은 설계조건에 초점을 맞추었다. 상업용 강화튜브의 사용과 상용 소프트웨어를 사용한 해석결과의 검증으로 실용성과 신뢰성 확보를 도모하였다. 해석결과, 관 통로 수를 적게, 관 직경을 크게, 관 수를 많게 선정하면, 관 길이를 짧게 하므로 물측 압력강하를 줄일 수 있었다. 그러나, 관수가 특정값보다 많을 때는 오히려 작은 관 직경을 사용하는 것이, 내부열저항의 감소로 인한 단위 길이 당 총열저항 감소 때문에, 관 길이를 짧게 하여 설비비용을 줄일 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권6호
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• pp.798-805
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• 2010

LNG FPSO 액화 플랜트와 같은 초저온 분야에서 플레이트 핀 열교환기의 국내 연구 실적은 전무한 상태이다. 본 연구에서는 플레이트 핀 열교환기의 독자적 기술을 확보하기 위해 응축 열전달 특성을 이론 및 실험적으로 검증하였다. 시뮬레이션 결과 Plain fin을 제외한 Serrated, Wavy fin은 압력 69bar, 온도 $-140^{\circ}C$에서 응축되었고, 국소열전달계수는 Serrated, Wavy, Plain fin 순으로 높게 나타났다. 실험결과는 정상상태에서 10분간 데이터를 획득하였고 시뮬레이션 데이터값과 12% 미만의 오차범위를 만족하였다.

• 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.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.56-68
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• 2016

최근 원자력 발전소의 안전성을 획기적으로 향상시키기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으며 특히 피동냉각계통의 연구개발이 아주 중요하게 부각되고 있다. 피동냉각계통의 열전달 방식으로는 응축열전달 양식이 주로 채택되고 있다. 이와 같은 맥락에서 부산대학교 Ahn & Yun (Ahn 등, 2014)은 새로운 수평관내부 응축 모델을 제시한 바 있다. 본 연구에서는 먼저 Ahn & Yun 이 제시한 수평관 응축 모델을 MARS 코드에 삽입하고 PASCAL 실험데이터를 이용하여 평가하였다. 이 평가결과를 통해 Ahn & Yun 모델의 코드적용에 있어 문제점을 규명하고 새로운 적용방법론을 적용하여 다양한 실험데이터로 다시 평가함으로써 MARS 코드의 향상된 응축 열전달 해석 능력을 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제10권5호
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• pp.569-580
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• 1998

In this study, condensation heat transfer coefficients(HTCs) of a plain tube, low fin tube, and Turbo-C enhanced tube for CFC-11, HCFC-123, CFC-12, HFC-l34a are measured and compared against each other. All data are taken at the vapor temperature of 39$^{\circ}C$ with a wall subcooling temperature 3~8$^{\circ}C$. Test results show that HTCs of a low vapor pressure refrigerant, HFC-123, for a plain, low fin, and Turbo-C tubes are 10.5~20.5%, 8.2~12.2%, 16.5~19.2% lower than those of CFC-11, respectively. On the other hand, HTCs of a medium vapor refrigerant, HFC-l34a, for a plain, low fin, and Turbo-C tubes are 20.6~31.8%, 0.0~8.0%, 13.2~20.9% higher than those of CFC-12, respectively. For all refrigerants tested, HTCs of Turbo-C tube are the highest among the three tubes showing almost 8 times increase in HTCs as compared to those of a plain tube. Nusselt's prediction equation for a plain tube yielded 12% deviation for all plain tube data while Realty and Katz's prediction equation for a low fin tube yielded 20% deviation for all low tube data.

• 에너지공학
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• 제7권2호
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• pp.194-201
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• 1998

전기 철도 차량의 A.C 모터 속도제어에는 여러 개의 GTO thyristor와 다이오드가 필요하다. 그런데 이러한 반도체 소자들은 약 1~2 kW의 열을 발생하기 때문에 냉각장치가 필요하며 이러한 반도체의 냉각에는 Perfluorocarbon(PFC)을 작동유체로 하는 히트파이프를 많이 사용하고 있다. 본 연구에서는 PFC 히트파이프의 증발 및 응축 열전달 계수에 미치는 관련변수로 주입율, 관의 내부 표면상태, 경사각, 증기압, 열유속 등의 영향을 파악하고, 열전달 계수를 예측할 수 있는 상관식을 제시하고자 하였다. 이를 위해 내부 표면에 그루브가 설치된 동관과 표면이 매끈한 외경 15.88mm인 동관을 이용하여 주입율이 다른 총 길이 520mm의 PFC 히트파이프와 열사이폰을 제작하고 실험을 수행하였다. 증발 열전달 계수는 열유속 15~45 kW/$m^2$의 범위일 때 2 kW/$m^2$K~5.5 kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였다. 실험결과는 수정계수 CR=1.3을 적용할 때 Rohsenow의 핵비등 상관식과 실험치가 매우 접근된 결과를 보였으며 이러한 결과는 내부 벽면 그루브의 열전달 촉진효과이다. 응축 열전달 계수의 측정치는 1.5kW/$m^2$K~3.5kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였으며 Nusselt 막응축 모델에 수정계수 CN=4를 도입함으로써 매우 접근된 예측이 가능하였다. 증발부 체적에 대한 작동유체 주입율은 40~100%의 범위가 적절하였다. 그리고 30$^{\circ}$이상의 경사각에서는 경사각의 영향이 미소하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권2호
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• pp.49-55
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• 2009

Recently, a study on condensers for refrigerators has focused on new model which will cost less and will be more efficient. Some widely used condensers for domestic refrigerators are wire-and-tube type condenser, hot-wall type condenser, and spiral type condenser. Some companies which use the spiral type condenser at the moment try to develop a new tube-and-plate type condenser which will cost less and will be as efficient as the spiral type. As a standard condenser type, tube-and-plate type condenser is used in this study. A two-dimensional numerical model for the tube-and-plate type condenser is proposed, and the flow and heat transfer characteristics for several types of condensers are investigated.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.152-158
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• 2004

An experimental study was performed to determine the fin-side heat transfer and pressure drop of a condenser for automobile. Five sample with different fin height and louver angle were tested, 9mm, 8mm, 7.5mm, 5.4mm and 4.5mm. Results are presented as plot of Colburn j-factor(or heat transfer coefficients) and friction factor(or pressure drop) against the Reynolds number(or inlet air velocity) based on louver pitch, in the range of 110 to 480. The results show that both heat transfer and pressure drop on the fin are mainly affected by the louver angle in a lower range of air velocity, but, by the fin height in a higher range of air velocity. The performance of 5.4mm fin is the highest, compared to other fin sample.

• 설비공학논문집
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• 제9권3호
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• pp.376-388
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• 1997

In this study, an experiment was performed to investigate the characteristics of pressure drop and heat transfer of multi-channel tubes for automotive condenser using HFC-134a as an alternative refrigerant. The mass flux and inlet saturation pressure of the refrigerant were controlled, respectively, in the range of 200 to $500kg/m^2s$ and 1.0 to 1.6MPa. Pressure drop and heat transfer coefficient were compared with the previously proposed correlations and new correlations based on Traviss' correlation were suggested. Prediction of pressure drop and heat transfer coefficient based on the new correlations agrees with experimental results within ${\pm}9%$ and -18~+11%, respectively.

• 설비공학논문집
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• 제26권4호
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• pp.193-198
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• 2014

Heat transfer performance variation of a condenser caused by non-uniform distribution of air flow was investigated using a numerical simulation method. A heat exchanger used for a outdoor unit of a commercial heat pump system and represented by a numerical model was selected. Non-uniform profile of air-velocity was constructed by measuring the air velocity at various locations of the outdoor unit. Simulation was conducted for various refrigerant circuits and air flow conditions. Simulation results show that the heat transfer capacity was reduced depending on the air-flow rate and the refrigerant circuit configuration. It is also shown that the capacity reduction rate is increased as the average air velocity decreases.