• Journal of the KSME
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• v.33 no.11
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• pp.966-972
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• 1993

모세관(capillary tube)은 일정면적식 팽창기구의 대표적인 것으로서 사용역사가 길고, 신뢰성이 높고, 가격이 저럼하므로 냉동공조시스템의 냉매제어장치로 매우 많이 사용되고 있다. 이것은 냉동시스템의 응축기와 증발기 사이에서 유입하는 고압의 액상냉매를 증발기에서 증발하기 쉬운 증발압력까지 압력을 강하시키는 감압팽창작용과 증발기의 증발 용량에 적당한 냉매 질량유량을 공급하는 역할 (이 작용은 냉동시스템의 용량과 작동범위를 결정하는데 매우 중요하다.)을 한다. 이 글에서는 모세관의 형상, 재질 및 그장 . 단점과 작동원리, 내부 유동현상 등 일반적인 사항에 관하여 기술한다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.17 no.1
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• pp.8-12
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• 2014

Reduced pressure evaporation applies the principle of lowering water's boiling point by reducing the pressure. It uses the relation between temperature and pressure to reduce energy consumption needed for elevating temperature. As the result, the highest evaporation was observed at $80^{\circ}C$ and -40 cmHg applying saturated vapor pressure depending on different seawater temperature. It was found that the higher concentration in the factor test experiment depending on seawater concentration induced the higher evaporation. Also, in the factor test experiment, the amount of evaporation increased as the pressure decreased. It is concluded that the most important factor of evaporation was concentration, the second important factor was temperature, and the least important factor was pressure. Through this experiment, optimized conditions of desalination with reduced pressure evaporation device were verified.

• Membrane Journal
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• v.8 no.3
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• pp.109-116
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• 1998

일반적으로 투과증발 막분리 공정에서 막상부 압력은 상압 부근에서 설정되며 막하부 압력은 투과성분의 포화증기압 보다 낮게 유지하므로써 막을 통한 물질 투과가 일어난다. 이중에 하부압력은 막공정의 추진력과 밀접한 관련이 있다. 즉, 막하부의 조건에 따라 막공정의 추진력이 결정되며 또한 막내부의 상구배가 달라진다. 그러므로 막하부의 공정조건은 막의 투과 분리특성을 결정하는 매우 중요한 제어대상이 된다. 많은 연구자들이 막하부 압력에 따른 투과속도 및 선택도 변화에 대한 연구를 진행해왔는데 이들 대부분은 막하부 압력을 투과공정의 추진력과 관련을 지어 투과 분리거동을 설명하였으며 1980년 후반 이후부터 유체역학 관점에서 막하부 압력이 투과특성에 끼치는 영향을 검토하기 시작하였다. 본 장에서는 막하부 압력이 막투과 분리 특성에 끼치는 영향에 대한 이해를 돕고자 발표된 연구 내용을 토대로 하여 투과증발 막분리 공정에서 막하부 압력의 중요성을 간략하게 정리해 보았다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.9
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• pp.953-960
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• 2012

An AMTEC (alkali metal thermal electric converter) is a device that is used for the direct conversion of heat to electricity. Sodium is used as the working fluid, and its circulation is driven by a capillary wick. The wicks used for circulation include an evaporator wick, artery wick, and condenser wick, and each wick has a pressure drop because of the circulation of liquid and vapor. For the circulation of sodium, the capillary pressure of the evaporator wick must be greater than the total pressure drop in the wicks. In this study, the pressure drop in the evaporator wick, artery wick, and condenser wick and the heat loss from the evaporator to the condenser through the artery wick were analyzed for the design of a 100 W AMTEC prototype. It was found that a particle diameter of 10 ${\mu}m$ is suitable for the evaporator wick to maintain a capillary pressure greater than total pressure drop in the circulation loop.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.2-2
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• 1998

고체 추진제의 연소율(burning rate)은 연소의 동적 기동을 이해할 수 있을 뿐 아니라 추진제의 성능을 판단할 수 있는 중요한 수단이기 때문에 많은 연구가 진행되어 왔다. 특히 AP계의 고체추진제 표면에서는 발열반응인 분해반응(decomposition) 이외에도 기체로 증발되는 증발되는(evaporation or sublimation)이 존재한다. 증발반응으로 인하여 연소율은 외부압력의 변화에 대하여 반응하게 되며 실험적으로 $r_{b}$= a $p^n$의 관계를 보여주고 있다. 즉, 연소율(burning rate)은 연소실 압력 P의 n승에 비례하며 여기서 n은 실험적으로 결정되는 지수이다. 그러나 압력지수 n은 일반적으로 온도와 압력의 함수이기 때문에 실험적으로 이 측정하기는 매우 어려운 일이다. 또한 QSHOD 가정을 사용하여 고체 추진제의 연소 응답함을 해석하기 위해서 추진제의 민감계수(sensitivity parameters)에 관한 관계식이 필요하며 이러한 관계식은 추진제의 정상연소율에 관한 관계식으로부터 얻을 수 있다.다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.277-277
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• 2011

본 논문은 $CO_2$ 히트펌프용 모세관의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 모세관 길이 예측에 대해서 이론 및 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발온도, 가스냉각기 냉각압력, 냉매유량, 모세관의 관경 등이다. 몇몇연구자들의 자료를 바탕으로 $CO_2$ 모세관 길이를 예측할 수 있는 수학적 모델식을 작성하였다. 그리고 단열 모세관 팽창장치내 $CO_2$의 증발온도, 냉매유량, 냉각압력 등에 대해서 실험한 결과, Fig. 1에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 증발온도는 감소하는 것을 알 수 있다. 그리고 증발온도에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스(flash gas)의 발생으로 인해 액상의 양보다 기상의 양이 많아지고 액상의 압력강하보다 기상의 압력강하가 휠씬 더 크기 때문이다. 또한 증발온도에 대한 실험값과 예측값은 6.5~9.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 2에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량은 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 모세관 길이가 증가할수록 냉매 압력강하가 더욱더 증가하기 때문이다. 그리고 냉매유량에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. 이는 전술한 증발온도와 동일한 이유로 실제 $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스의 발생량이 많아지기 때문이다. 또한 냉매유량에 대한 실험값과 예측값은 0.64~10.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 3에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉각압력은 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 증발온도가 일정한 경우 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량이 감소하여 압축기 토출측 온도(압력)가 상승하기 때문이다. 그리고 냉각압력에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 낮게 나타났으며 실험값과 예측값은 1.04~3.7% 이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라서 본 연구에서는 수송기계용 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.32 no.8
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• pp.567-573
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• 2008

The conventional refrigeration system is composed of a compressor, condenser, receiver, expansion valve or capillary tube, and an evaporator. The refrigeration system used in this study has additional expansion valve and evaporator along with an evaporation pressure regulator(EPR) at the exit side of the evaporator. The two evaporators can be operated at different temperatures according to the opening of the EPR. The experimental results obtained using the refrigeration system with parallel control of evaporation pressure are presented and the performance analysis of the refrigeration system with two evaporators is conducted.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2008.11a
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• pp.423-426
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• 2008

에탄올아민(ETA: Ethanolamine)은 탄소, 질소, 산소로 이루어진 유기화합물로 각종 산업에서 널리 사용되는 물질이다. 이러한 ETA는 상온에서는 휘발성을 띠지만 산 염기의 평형상수가 9.4 이므로 그 이하에서는 양이온 형태로 존재한다. 또한 수중에 존재할 경우 COD 및 T-N을 유발하는 물질이므로 이를 제거해야 한다. 따라서 본 연구에서는 수중에 존재하는 ETA를 제거하기 위해 온도, pH, 내부압력에 따른 ETA 증발 특성을 조사하였다. ETA증발 초기에는 끓는점의 차이로 인하여 물이 먼저 증발하며 일정시간 경과 후 농축된 ETA가 급격히 증발하였다. 내부압력이 낮아짐에 따른 ETA 수용액의 끓는점은 낮아졌으며 내부압력이 160mmHg이하일 때 가열온도에 영향을 받지 않고 ETA는 전량 증발하였다. 대기압 상태에서 ETA의 증발량은 pH에 영향을 받지만 진공상태에서는 ETA의 부분압이 낮아져 그 영향력은 매우 적었다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.15 no.3
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• pp.5-11
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• 2011

디젤기관의 경우는 종래부터 직분식이 주류를 이루었고, 근래에는 분사압력의 고압화가 진행중이다. 분사압력의 고압화에 의해 연소효율의 향상 및 배출가스중의 입자상물질(PM:Particulate Matter)의 저감을 유도하고 있으나, 연소가스의 고온화로 인해 질소산화물(NOx:Nitrogen Oxides)은 증가한다. 따라서, 분사기간의 지연(Retard)이나 파일럿분사(Pilot injection)등의 혼합기제어에 의해 질소산화물의 저감을 꾀하고 있다. 이와 같이 디젤기관에 있어서도 혼합기 형성의 최적화에 의한 연소제어를 시도하는 수법이 중시되고 있고, 이를 위해서는 디젤분무 구조에 기초한 혼합기의 형성기구에 대한 규명이 매우 중요하다. 그러므로 본 연구에서는 보다 고도의 혼합기형성 제어를 위한 기초연구로서 고온 고압장에서의 증발디젤자유분무구조를 해석하였으며, 계측영역은 연료와 주위기체와의 혼합이 활발히 진행되는 분무의 하류영역으로 설정하고, 입자화상속도측정법(particle Image Velocimetry:PIV)을 이용한 분무의 유동해석을 기초로 증발 디젤분무의 구조 해석을 행하였다. 실험조건으로서 분사압력을 72MPa, 112MPa로 각각 변화시켰다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.16 no.4
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• pp.181-186
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• 2007

In order to investigate the heat transfer coefficient and pressure drop during evaporation of $CO_2$, basic experiment on the evaporation heat transfer characteristics in a horizontal smooth tube was performed. The experimental apparatus consisted of a test section, a DC power supply, a heater, a chiller, a mass flow meter, a pump and a measurement system. Experiment was conducted for various mass fluxes ($200{\sim}1200\;kg/m^2s$), heat fluxes ($10{\sim}80\;kW/m^2$) and saturation temperatures ($-5{\sim}5^{\circ}C$). With the increase of quality, the evaporation heat transfer coefficient decreased. With the increase of heat flux, the evaporation heat transfer coefficient increased. Significantly change of the heat transfer coefficient was observed at any heat flux and mass flux. With the increase of saturation temperature, the heat transfer coefficient increased. Pressure drop increased with the increase of mass flux and the decrease of saturation temperature.