• 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.

• 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.

• 설비공학논문집
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• 제22권6호
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• pp.345-352
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• 2010

In this study, external condensation heat transfer coefficients(HTCs) of R134a and R1234yf are measured on a plain, low fin, and Turbo-C tubes at the saturated vapor temperature of $39^{\circ}C$ with the wall subcooling of $3{\sim}8^{\circ}C$. R1234yf is a new alternative refrigerant of low greenhouse warming potential for replacing R134a which is one of the greenhouse gases controlled by Kyoto protocol and is used extensively in mobile air-conditioners. Test results show that the external condensation HTCs of R1234yf are very similar to those of R134a for all three surfaces tested. For the application of condensation heat transfer correlations to the design of condensers charged with R1234yf, thorough property measurements are needed for R1234yf in the near future.

• 설비공학논문집
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• 제17권8호
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• pp.729-735
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• 2005

In this study, external condensation heat transfer coefficients (HTCs) were measured on a horizontal smooth tube at the saturated vapor temperature of $30^{\circ}C,\;39{\circ}C,\;and\;50^{\circ}C$ for R22, R410A, R407C, and R134a with the wall subcooling of $3\~8^{\circ}C$. The HTCs of all refrigerants are the highest at $30^{\circ}C,\;39{\circ}C,\;and\;50^{\circ}C$ in order. This trend is due to its excellent thermodynamic properties of the liquid phase. The measured data of HTCs were compared with the calculated ones by Nusselt's equation for a smooth tube. Measured HTCs of R22, R134a, R410A are $4.2\~7.5\%$ higher than prediction respectively while those of R407C are $15.6\~28.9\%$ lower than the prediction.

• 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.

• 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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• 제12권6호
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• pp.561-569
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• 2000

Single phase and condensation heat transfer characteristics of ammonia in a horizontal tube have been investigated experimentally The horizontal test section is composed of smooth SUS316 tube for refrigerant flow, surrounding annulus for water flow, and temperature and Pressure measuring sensors. For single phase test, subcooled ammonia mass flux was varied from 320 to 501 kg/mrs and temperature was varied from 18 to $47^{\circ}C$. For condensation test, mass flux and saturation temperature were varied from 86 to 128 kg/$m^2$s and 34 to $47^{\circ}C$, respectively. The equations of Gnielinski Soliman et al., Traviss et at., Cavallini and Zecchin, Shah, Chen et al., Tandon et al., and Chilli and Anand were compared with the experimental data. New correlations are proposed based on the experimental results and the absolute mean deviation of the experimental data becomes 1.0% for single phase test and 4.9% for condensation test.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제2권1호
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• pp.47-55
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• 2014

본 연구에서는 태양열에 의해 증발된 해수면에서의 수증기를 응축의 원리를 이용하여 담수의 생산이 가능한 친환경 담수장치(Eco-friendly Desalination System)를 고안하고, 가능성을 판단하는데 연구의 목적을 두고 있다. 응축 열전달 공식을 이용하여 습공기의 물성변화에 따른 연간 응축수 생산량을 예측하였으며, 항온항습챔버의 실험을 통해 실제 습공기조건 변화에 따른 응축량을 측정하였다. 습공기의 이론 응축률과 실험을 통해 측정한 실제 응축률의 오차율을 산출하였으며, 오차의 원인을 분석하고 응축률 보정계수인 응축계수와 점성계수를 구하여 보정된 이론 응축률 공식에 도출하였다. 보정된 응축률 식을 이용하여 설계된 규모의 풍력터빈연간 생산 가능한 담수량을 산출한 결과 최대 연간 약 2,927톤 정도의 담수를 생산할 수 있다는 사실을 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.

• 설비공학논문집
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• 제16권6호
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• pp.522-529
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• 2004

In this study, external condensation heat transfer coefficients (HTCs) of flammable refrigerants of propylene, propane, isobutane, butane, DME, and HFC32 were measured on a horizontal plain tube, 26 fpi low fin tube, and Turbo-C tube. All data were taken at the temperature of 39$^{\circ}C$ with a wall subcooling of 3∼8$^{\circ}C$. Test results showed a typical trend that condensation HTCs of flammable refrigerants decrease with increasing wall subcooling. HFC32 had the highest HTCs among the tested refrigerants showing 44% higher HTCs than those of HCFC22 while DME showed 28% higher HTCs than those of HCFC22. HTCs of propylene and butane were similar to those of HCFC22 while those of propane and isobutane were similar to those of HFC134a. Based upon the tested data, Nusselt's equation is modified to predict the plain tube data within a deviation of 3%. For 26 fpi low fin tube, Beatty and Katz equation predicted the data within a deviation of 7.3% for all flammable refrigerants tested. The heat transfer enhancement factors for the 26 fpi low fin and Turbo-C tubes were 4.6∼5.7 and 4.7∼6.9 respectively for the refrigerants tested indicating that the performance of Turbo-C tube is the best among the tubes tested.