• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.11 no.2
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• pp.449-454
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• 2010

In this paper, flow characteristics of R600a in an adiabatic capillary tube were investigated employing the homogeneous flow model. The model is based on fundamental equations of mass, energy and momentum which are solved simultaneously. Two friction factors(Churchill) and viscosity(McAdams) are comparatively used to investigate the flow characteristics. Thermodynamic and transport properties of R600a are calculated employing EES property code. Flow characteristics analysis of R600a in an adiabatic capillary tube is presented to offer the basic design data for the operating parameters. The operating parameters considered in this study include condensation temperature, evaporation temperature, subcooling degree and inner diameter tube of the adiabatic capillary tube. The main results were summarized as follows: condensation and evaporation temperature, inlet subcooling degree and inner diameter tube of an adiabatic capillary tube using R600a have an effect on length of an adiabatic capillary tube. The length of an adiabatic capillary tube using R600a is expressed to the correlation shown in Eq. (15).

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.10 no.1
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• pp.32-38
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• 2009

In this paper, cycle performance analysis for cooling capacity, compression work and COP of R744($CO_2$) transcritical vapor compression refrigeration system is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The operating parameters considered in this study include superheating degree, outlet temperature of gas cooler and evaporating temperature in the R744 vapor compression cycle. The main results were summarized as follows : The cooling capacity of R744 increases with superheating degree, but decreases with the increasing evaporating temperature and outlet temperature of gas cooler. The compression work increases with superheating degree and cooling pressure of R744, but decreases with the increasing evaporating temperature. And, The COP increases with outlet temperature and evaporating temperature of R744 gas cooler, but decreases with the increasing superheating degree. Therefore, superheating degree, outlet temperature and evaporating temperature of R744 vapor compression refrigeration system have an effect on the cooling capacity, compression work and COP of this system. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the compression refrigeration cycle using R744.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.6
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• pp.1231-1237
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• 1989

본 연구에서는 이러한 단열해석상의 문제점을 해결하기 위한 하나의 방식이 광방법으로서 적절한 가정을 도입하여 단열모델에 대한 해석적인 근사해를 시도하였다. 실제조건에 부합하면서도 간편하며 경제적인 해석방법의 확립은 VM 사이클로 작동되는 냉동기에 대한 최적설계의 중요한 기초가 될 것이다. 해석모델의 정립, 종속변수에 대한 근사해, 성능평가에 필요한 열역학적량들을 종속변수의 해석적 함수형태로 표시하는 과정을 내용에 포함한다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.5 no.2
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• pp.27-36
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• 1998

통신시스템의 고발열 전자부품 냉각을 위해 3종류의 써모싸이폰을 각각의 용도에 따라 개 발하였으며 그 각각의 설계변수에 대한 냉각특성을 실험적으로 구하였다. TS-I에서는 증발부 내부 에 금속스크린 메쉬형심지를 삽입함으로써 시간에 따른 온도 변화를 작게 하여 냉각성능 안정성을 확보하였고, TS-II에서는 9W/cm2의 높은 냉각성능을 가진 루프형 써모사이폰을 개발하였으며 TS-III에서는 작동유체의 종류, 파이프개수 와이어 삽입여부등 써모사이폰의 주요 설계변수에 따 른 냉각특성을 구하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.26 no.6
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• pp.447-454
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• 2013

A model-based method is proposed to diagnose the gear crack in the gearbox under variable loading condition with the objective to apply it to the wind turbine CMS(Condition Monitoring System). A simple test bed is installed to illustrate the approach, which consists of motors and a pair of spur gears. A crack is imbedded at the tooth root of a gear. Tachometer-based order analysis, being independent on the shaft speed, is employed as a signal processing technique to identify the crack through the impulsive change and the kurtosis. Lumped parameter dynamic model is used to simulate the operation of the test bed. In the model, the parameter related with the crack is inversely estimated by minimizing the difference between the simulated and measured features. In order to illustrate the validation of the method, a simulated signal with a specified parameter is virtually generated from the model, assuming it as the measured signal. Then the parameter is inversely estimated based on the proposed method. The result agrees with the previously specified parameter value, which verifies that the algorithm works successfully. Application to the real crack in the test bed will be addressed in the next study.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.9
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• pp.717-724
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• 2020

We study the closing characteristics of a self-sustainable poppet valve which serves as a main oxidizer shut-off valve for liquid rocket engines. Numerical analysis for predicting closing transient responses are presented and the calculated results have been verified by a comparison with experimental data. The effective area of a pilot gas discharge system and the pressure distribution of passage flow around the valve moving part are shown to be main parameters in determining the closing characteristics for dry and cryogenic conditions, respectively. Moreover, it is presented that the passage flow pressure at the valve closing moment as well as the valve closing velocity can be effectively adjusted by the appropriate employment of the pilot gas.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.2
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• pp.139-148
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• 2013

In this study, an ejector was designed to recirculate the anodic off-gas of SOFC, and a parametric study of the system performance was conducted at various ejector entrainment ratios. Aspen Plus, a chemical engineering program, was used to calculate the operational conditions of the ejector. To minimize the calculation load of the CFD and to ensure the global optimum, a genetic algorithm and Kriging model were used for the optimization. The optimization results showed that the dominant design variables of the sonic ejector are the throat diameter and the first flow nozzle position. The designed ejector has enough flexibility for different operating conditions of a 1-kW SOFC system. When the ejector was applied to the SOFC, it reduced 56% of the steam and 8.4% of the fuel compared to the reference case.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.8-8
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• 1998

Alloy 718은 Fe을 다량 함유하고 있어 가격이 저렴하고 엔진 작동조건에서 내열강도, 내환경성 등이 우수하여, 터빈디스크, 터빈샤프트, 터빈실, 압축기 블레이드 등에 다양하게 이용되고 있다. 이 합금은 고온에서 반복응력을 받는 부위에 대부분 사용되기 때문에 고온인장, 저주기 피로측정 등의 기계적 성질이 동시에 요구되며, 이들 특성은 단조공정변수 및 후열처리 등에 의해 크게 바뀌게 된다. 본 연구에서는 Alloy 718을 이용하여 가스터빈 디스크 제조할 경우 공정변수로서 단조온도, 변형속도 등에 의한 조직이 변화와 이에 따른 기계적 특성의 변화를 다루었다. 특히 이 합금에서 결정립크기는 고온 기계적 성질을 결정하는 중요한 변수로 작용하는데, 2단계 단조공정시 재결정에 의한 조직의 변화를 전산모사 방법에 의해 해석하고 그 결과를 조직 관찰을 통해 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.8
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• pp.829-835
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• 2013

This paper describes an analysis on exergy efficiency of proposed high-efficiency R717 OTEC power system to optimize the design for the operating parameters of this system. The operating parameters considered in this study include outlet pressure in an evaporator and high turbine, inlet pressure condenser and vapor quality at cooler outlet, respectively. The main results are summarized as follows : As the outlet pressure in an evaporator and vapor quality at cooler outlet of R717 OTEC power system increases, the exergy efficiency of this system increases, respectively. But outlet pressure in the high turbine, inlet pressure in the condenser of R717 OTEC power system increases, the exergy efficiency of this system decreases, respectively. And, incase of exergy efficiency of this OTEC system, the effect of inlet pressure in an evaporator and outlet pressure in the high turbine on R717 OTEC power system is the largest and the lowest among operation parameters, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.69-69
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• 2011

태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.