• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.353-362
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• 2019

그간 캐스케이드 냉동 시스템에 대해서 열역학적 해석은 다수 수행되었으나 증발기, 응축기, 인터쿨러 등 부품 해석을 통한 시스템 평가는 미진한 상태이다. 본 연구에서는 냉방 및 냉동 열교환기가 별도로 장착되어 있고 하부 사이클에 공랭식 응축기와 인터쿨러가 직렬로 연결되어 있는 캐스케이드 냉동 사이클에 대해 성능 해석을 수행하였다. 우선 증발기, 응축기, 인터쿨러 등 요소부품에 대해 모델링을 수행하고 R-410A를 사용하는 냉방 능력 8 kW, 냉동 능력 15 kW의 캐스케이드 냉동 사이클의 요소 부품의 - 상부 응축기, 하부 응축기, 냉방 증발기, 냉동 증발기, 인터쿨러, 압축기, 전자팽창변 - 설계를 수행하였다. 설계 사양에 대하여 외기 온도를 $26^{\circ}C$에서 $38^{\circ}C$로 변화시키며 해석을 수행한 결과 냉각 열량은 하부 증발기에서는 거의 일정하고 상부 증발기에서는 9% 감소, 인터쿨러에서는 63% 증가하였다. 한편 COP는 외기 온도의 증가에 따라 감소하였다. 인터쿨러가 작동하지 않는 사이클 대비 인터쿨러 사이클이 COP 측면에서 우위를 보였다. 또한 상부 응축기의 크기를 당초 설계치의 2배 증가시키면 하부 증발기 열량은 변함이 없는 반면 상부 증발기 열량은 4% 증가하였다. 한편 상부 응축기의 크기 증가에 따라 상부 사이클의 COP는 증가하는 반면 하부 사이클의 COP는 큰 변화가 없다. 또한 하부 응축기 크기를 2.8배 증가시키면 상하부 증발기의 열량 변화는 거의 없고 인터쿨러의 열량만이 8% 감소하였다. 아울러 하부 사이클의 COP는 응축기의 크기가 증가함에 따라 다소 증가하였으나 상부 사이클의 경우는 그 변화가 미미하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권1호
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• pp.46-52
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• 2010

본 논문에서는 천연가스 액화 플랜트 산업에서의 경쟁력 확보를 위한 핵심기술인 2단 압축 인터쿨러 방식을 적용한 액화공정에 대해 시뮬레이션을 수행하였다. 이 공정들은 기본 케스케이드 공정을 기초로 하였으며, 모든 공정에 2단 압축 방식을 적용하였다. 먼저 프로판, 에틸렌, 메탄 사이클에 각각 인터쿨러를 적용하였으며 성능 특성을 비교하였다. 모든 사이클에 인터쿨러를 적용한 공정의 COP가 13.7 ~ 20.5%로 가장 크게 증가하였고, LNG 단위 생산량 당 소요 에너지는 기본 케스케이드 공정에 비해 23.8% ~ 35%로 가장 크게 감소하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권5호
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• pp.58-62
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• 2023

본 연구에서 항공기 엔진 내부 구성품의 구조 설계 결과에 대한 구조 안전성 평가 연구를 수행하였다. 엔진 내부 구성품에 라디에이터와 인터쿨러가 장착된다. 따라서 비행중에 라디에이터와 인터쿨러의 안전성을 검토하였다. 구조 해석을 통해 구조 안전성을 평가하였다. 구조 해석 기법은 유한 요소 해석 기법을 활용하였다. 구조 설계 및 해석을 위하여 가속도 하중을 고려하였다. 구조 안전성 평가 결과 구조 설계 결과는 타당한 것으로 확인되었다.

• 에너지공학
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• 제13권2호
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• pp.118-127
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• 2004

본 연구는 배기량이 16.7ι인 V8형 터보차져 인터쿨러 직접분사식 디젤기관에서 흡기포트의 선회유동과 연료분사계 및 과급기가 기관성능 및 배출가스특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하며 성능을 개선하는데 있다. 일반적으로 기관의 출력을 높이기 위하여 과급기 및 인터쿨러를 장착하여 과급공기를 냉각시켜 과급효율을 더욱 높인 TCI디젤기관이 보편화되고 있다 본 연구의 결과로서 흡기포트의 선회비가 2.25인 경우에서 압축비 17.5, re-entrant 8.5$^{\circ}$ 형 연소실, 노즐분공경 $\Phi$0.33*3+$\Phi$0.35*2, 노즐돌출량 3.18mm, 분사시기 BTDC 12$^{\circ}$CA, 과급기 T042(압축기 0.6A/R+46Trim, 터빈 1.0A/R+57Trim)경우가 기관성능 및 NO$_{x}$ 농도의 배출특성을 고려할 때 운전영역에서 가장 우수하여 흡기포트, 분사계 및 과급기에 대한 각 인자를 적정화할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.171-179
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• 2009

An object of this study is to confirm application characteristics of the vortex tube apparatus for substitution of the intercooler in a common-rail diesel engine. The turbo pressure, the intake air mass flow rate and the charging air cooling ratio of the intercooler were measured in an experimental engine. The vortex tube apparatus was made after confirmation of the geometric phenomena in fundamental experiments. The vortex tube designed with fundamental data was applied to a conventional common-rail diesel engine instead of the intercooler. Its application characteristics, engine performances and emissions were investigated. From this experimental results, we suggested the vortex tube can be applied to a conventional common-rail diesel engine throughout extra complement. We can also expect the higher cooling effect, if we consider the application of the vortex tube in supercharging diesel engine without the intercooler.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.91-100
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• 2004

Plate heat exchangers (PHE) have been widely used in different industrial applications, because of high heat transfer efficiency per unit volume. Basic study is performed for PHE to the application of intercooler in automobile. In order to understand the flow phenomena in the plate heat exchanger, a channel which was formed by the upper and lower plate in single plate was considered as calculation domains. Because chevrons attached on the upper plate are brazed with chevrons attached on the lower plate, the flow channel has very complex configuration. This complex geometry was analyzed by Fluent. In order to validate this methodology the proper experimental and theoretical data are collected and compared with numerical results. Finally, due to the lack of experimental values for PHE to the application of intercooler, various chevron angles and air velocities at inlet were tested in terms of physical phenomena. From this point of view, results of velocity vector, path lines, static pressure, heat flux, heat transfer coefficient, and Nusselt number are physically reasonable and accepted for the solutions. From these results, the correlations for pressure drop and Nusselt number with respect to chevron angle and Reynolds number in specific PHE are obtained for the design purpose. Thus, the methodology of the flow analysis in the full geometry of the channel was established for the predictions of performance in plate heat exchanger.

• 한국기계가공학회지
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• 제13권5호
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• pp.43-49
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• 2014

This study was carried out to improve the design of an intercooler for a small marine diesel engine. Diesel engines for small marine ships have mainly been developed by changing the structure of the vehicle engine. Sea water was most commonly used in the intercooler of small marine diesel engines to cool the hot air compressed by the turbocharger. In this study, the intercooler is modeled and simulated using STAR-CCM+ in order to find optimal data for the design of an intercooler. In the results, the temperature differences between the data from a numerical analysis and experimental data were $0.38^{\circ}C$ in the hot air outlet and $3.63^{\circ}C$ in the cooling water outlet. Therefore, it was confirmed that both analysis and experimental results need to be considered when designing an intercooler. A closer degree of similarity in the two datasets can improve the confidence in the design of these intercoolers.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권2호
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• pp.153-161
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• 2009

Three-dimensional finite-element methods(FEM) have been used to analyze the thermal stress of an exhaust gas recirculation(EGR) cooler due to thermal and pressure load. Since efficiency and capability of the heat exchanger are mainly dependent on net heat transferring area of the EGR cooler system, the tube inside the system has a numerous dimples on the surface. Thus for finite element analysis, firstly the dimple-typed tube is modeled as a plain element without the dimple, and then the equivalent thermal conductivities and elastic modulus are calculated. This work describes the numerical homogenization procedure of the dimple-typed tube and verifies the equivalent material properties by comparison of a single unit and the actual full model. Finally, the homogenization scheme presented in this study can be efficiently applied to finite element analyses for the thermal stress and deformation behavior of the EGR cooler system with the dimple-typed tube.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.140-145
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• 2012

Recently, various after-treatment systems, such as LP-EGR(Low Pressure-Exhaust Gas Recirculation), SCR(Selective Catalytic Reduction) and LNT(Lean NOx Trap), were developed to obey the stringent emission regulations of diesel engine. There are many researches on LP-EGR system because it has advantages of NOx reduction and low fuel consumption. But, condensation water is generated in internal of intercooler tube and it contains various types of anion that cause the corrosion of aluminium tube. In this study, it is examined that the condensation water effects on corrosion of aluminium tube. And method for improvement of corrosion characteristics is investigated using the dipping and electrochemical test.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권1호
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• pp.73-81
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• 2008

Intercooling and aftercooling are required in order to operate air compressor, these are conducted through air-cooled or water-cooled heat exchangers. This study aims to find more suitable type of heat exchanger as a water-cooled intercooler of air compressor. Comparative performance evaluation among fin-tube heat exchanger and shell-and-tube (S&T) heat exchanger having various tubes such as circular tube, spiral tube, and internally finned tube was conducted. Thermal-hydraulic performance of each heat exchanger type is evaluated in terms of temperature drop and pressure drop. The comparisons show that shell-and-tube heat exchangers may have similar and larger heat transfer capacity to the fin-tube heat exchanger if tube diameter is reduced and multiple pass is adopted. For these cases, however, compressed air pressure drop in shell-and-tube heat exchanger become much larger than that in fin-tube heat exchanger.