• 한국기계가공학회지
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• 제11권3호
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• pp.154-159
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• 2012

For numerical analysis of the plate heat exchanger, a lot of time are required in modeling work and calculation. Whereas, this paper was purposed to identify characteristic of the plate heat exchanger through simplification of modeling by interpreting the numerical analysis proximity with the actual model. This study was also examined temperature difference between inlet side and outlet side, inner pressure drop, heat transfer area of plate and change of heat transfer coefficient on the plate depending on the inner corrugation angle and corrugation pitch of a herring bon pattern of the plate heat exchanger among chevron types of the plate exchanger.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.965-973
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• 2010

본 연구에서는 입구영향과 주름높이가 고려된 판형열교환기의 유동 및 열전달특성을 수치적으로 해석하였다. 여러 개의 단위셀을 연결한 다중셀에 입구부와 출구부가 부착된 모델을 기본으로 입구부의 길이변화($L_{cell}{\sim}5L_{cell}$)에 따른 모델과 P/H비 변화($2{\leq}P/H{\leq}4$)에 따른 모델에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치조건은 쉐브론각 $15^{\circ}$, 주름피치 24mm이며, $1,000{\leq}Re{\leq}10,000$이다. 마찰인자는f=$CRe^m$의 형태로, Colburn j 계수는 j=$CRe^m$의 형태로 상관관계식을 제시하였다. 이러한 상관관계식은 향후 판형열교환기 설계시에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제3권3호
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• pp.58-64
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• 1999

멤브레인 방식의 저장탱크 제작에서 가장 중요한 설계 파라메타인 멤브레인 유니트의 피치에 관한 응력거동 문제를 유한요소법을 사용하여 해석하였고, 이 결과를 기존의 피치설계치수와 비교 검토하였다. 본 연구에서 고려한 링 마디식 멤브레인의 경우 피치의 길이를 어떻게 설정하든지 초대형 탱크의 경우에서는 안전성 문제가 발생하지 않았다. 그러나 반복하중에 의한 피로강도가 문제되는 선박용 멤브레인의 경우에는 피치를 짧게 설계하는 것이 유리하다는 것을 보여주고 있다. 멤브레인 주름의 변형거동을 보면 주름의 높이 방향 변형이 폭에 비하여 $15{\~}50\%$ 정도 더 크게 발생하고, $-162^{\circ}C$의 초저온에 의한 변형은 액압에 의한 변형과 비교할 때 그리 크지는 않음을 보여준다.

• 한국가스학회지
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• 제15권4호
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• pp.39-43
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• 2011

본 연구에서는 가스배관용 플렉시블 조인트의 응력과 변형거동 특성을 유한요소법으로 해석하였다. 이러한 특성결과는 나선 주름관이나 직각 주름관 및 평면관으로 구성된 플렉시블 조인트의 강도안전성을 고찰할 수 있다. FEM 계산결과에 의하면, 최적의 나선 주름관은 $4.7^{\circ}$의 경사각도와 1.5mm의 주름높이를 갖는 주름관 모델인것으로 나타났다. 또한, $90^{\circ}$의 주름을 갖는 직각 주름관 모델이 경사각도를 갖는 나선 주름관보다는 강도안전성이 더 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 주름관의 강도안전성을 높이기 위해서는 주름관의 피치와 곡률반경을 줄이는 것이 바람직함을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.1-8
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• 2012

본 연구에서는 주름높이가 고려된 판형열교환기의 완전발달유동 및 열전달특성을 수치적으로 해석하였다. 여러 개의 단위셀(5개 또는 7개)을 연결한 다중셀에 입구부와 출구부가 부착된 모델을 기본으로 P/H비 변화($2.0{\leq}P/H{\leq}4.0$)에 따른 모델에 대하여 수치해석을 수행하였다. 작동유체는 물이며, 수치조건은 쉐브론각 $20^{\circ}$, $300{\leq}Re{\leq}1,500$이다. 그리고 마찰인자는 $f=CRe^m$의 형태로, Colburn 계수는 $j=CRe^m$의 형태로 상관관계식을 제시하였다. 수치해석 결과 완전발달유동은 세 번째 셀부터 시작되었으며, 누셀트수는 P/H비가 작을수록 큰 값을 나타냈다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-8
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• 2021

주름관은 자체의 신축성으로 변형에 의한 파손에 대응하고 설비의 편리성으로 인해 소방장비, 스프링클러 배관 등에 널리 사용된다. 그러나 벽의 주름진 형상으로 인해 복잡한 내부 난류유동이 발생하게 되며, 파이프 유동에 중요한 설계인자인 압력강하의 예측이 어렵다. 주름관 내의 압력강하에는 그루브 높이, 길이, 피치 등 파이프 벽의 형상 인자가 영향을 준다. 기존의 연구에는 관 내의 사각형 그루브의 피치(P)와 높이(K)의 비가 5 보다 작은 D형관의 경우에 대하여 길이 변화에 따른 압력 강하에 관하여 연구한 사례가 있다. 본 연구에서는 길이와 높이 변화를 고려한 P/K가 2.8, 3.5, 4.67의 경우 유동의 Re 수가 55,000, 70,000, 85,000인 경우에 대해 압력강하에 대한 수치해석 연구를 수행하였고, 주름관 내의 압력강하는 P/K 가 작을수록 감소하는 것으로 해석되어 압력 강하가 그루브 가로 세로 비율의 변화에 영향을 받고, 그루브 높이가 증가하면 재순환 면적이 증가하기 때문에 영향을 받는다는 것을 보여주었으며, 레이놀즈 수가 클수록 압력 강하가 증가하는 결과를 얻었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.528-534
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• 2020

판형 열교환기의 초기 개발 및 사용은 19세기 후반 유제품 내 존재하던 각종 바이러스의 살균에 대한 엄격한 법규 대응을 위해 시작되었고, 1920년대가 되어서야 본격적으로 상업화되었다. 이후 판형 열교환기의 기본 컨셉은 지금까지도 거의 변화가 없었지만, 고온, 고압 그리고 대용량 열교환에 적용되기 위해 설계 및 제작 방법들이 혁신적으로 발전하여 지금에 이르게 되었다. 현재의 형태와 같은 쉐브론 타입 주름 전열판의 개발은 1970년대 후반 오일 쇼크 이후 에너지 합리화 및 에너지 효율 향상을 위한 요구들이 강하게 제기되면서 시작되어 지금에 이르고 있다. 판형 열교환기의 개발 트렌드는 전열 효율이 좋으면서 압력강하가 낮고 또한 유체 분배가 잘되는 대형 전열판의 개발과 일치한다. 본 논문에서는 전열판 개발방향을 제시하고자 동일 골깊이와 주름피치를 가진 소형 전열판과 대형 전열판의 열성능을 각 채널(H, M, L type)별로 실험적으로 비교, 분석하였다. 실험결과, 대류열전달계수의 경우, 소형 전열판이 대형 전열판에 비해 H type의 경우 평균 16.5%, M type의 경우 25%, 그리고 L type의 경우 약 40% 정도 더 높았다. 압력강하의 경우는 소형 전열판이 H type의 경우 평균 19%, M type의 경우 46%, 그리고 L type의 경우 약 61% 정도 더 높은 것을 알 수 있었다. 이는 여러 예상되는 요인들 중 두 전열판의 유체분배부 차이에 의한 것으로 판단되었다.