• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.24 no.2
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• pp.73-81
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• 2004

태양열의 이용에 있어 직접접촉식 열교환기(DCHX)는 여러 가지 잇점을 제공한다. 그중에서도 제일 부각되는 것은 폐쇄형 열교환기의 대체에 다른 경비 절약과 작은 온도차에서도 열교환이 가능한 뛰어난 열성능일 것이다. 본 연구는 액-액 타입의 직접접촉식 열교환기에 대한 열성능 실측을 통하여 직접 접촉 열교환에 대한 이해를 증진하고 아울러 태양열에의 적용성을 평가하고자 하였다. 실측 시스템은 집열기와 펌프 그리고 직접접촉식 열교환기로 구성되어 있는데 작동유체의 종류에 따라 서로 다른 두 가지 방법에 의해 열교환기 내로 유입되도록 하였다. 작동유체로는 Texatherm 46과 물이 사용되었는데 이는 이들 유체가 서로 전이지 않고 높은 온도$(<150^{\circ})$에서도 화학적으로도 안전하며 열적으로도 비교적 양호한 성능을 가지고 있기 때문이다 본 연구는 실측을 통해 열교환기 내에서의 미미한 열성층화 현상에 대한 메카니즘을 확인하였으며 아울러 열교환기의 작동유체에 따라 작동의 안정성과 열적 성능(11% 차이)이 다르게 나타날 수 있음을 보여주고 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.6
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• pp.1171-1178
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• 1992

An experiment was performed to describe the heat and mass transfer occurring between hot waste gas and cold water through direct contact in a direct contact heat exchanger. This model was then used to obtain an equation of overall heat transfer coefficent based on heat exchanger volume. The diffusion heat transfer rate is 2-3 times larger than the convection heat transfer rate as results of condensation of the water vapor contained in the waste gas. The boiler efficiency increases over 10%.

• Journal of the KSME
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• v.35 no.7
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• pp.638-646
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• 1995

직접접촉 얼교환 기술은 냉각탑, 접촉급수 가열기 및 공기분리기 등과 같은 장치에 예전부터 이용되어 왔는데, 그 주요한 적용이유는 가열유체와 수열유체의 사이에 일어나는 전열이 일반 열교환기와는 달리 고체벽(금속 열전달표면)을 통과하지 않고 열교환을 함으로써, 종래의 열교 환기에 비하여 상대적으로 설비의 간단화, 부식 및 스케일 부착문제가 경감됨에 따른 적은 유 지보수비 및 높은 열전달률을 얻을수 있는 이점이 있으며, 저 온도차에서의 효율적인 사용이 가능하기 때문이다. 이 글에서는 직접접촉응축 현상의 장점을 이용하는 직접접촉식 교환기의 구조와 형태, 그리고 그 응용분야에 대해서 알아보고자 한다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.1
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• pp.28-36
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• 2000

태양열 시스템에 사용되는 간접접촉을 열교환기는 열전달률감소, 부식, 스케일링 등의 문제에 기인하는 단점을 갖고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 직접접촉 열교환기의 사용이 제안된다. 본 연구에서는 직접접촉 열교환기로서 분사칼럼이 도입되었다. 열전달률을 증가기키기위하여 작동유체는 연속유체와의 접촉면적을 증가시키기위하여 칼럼내에서 작고 균일한 방울들로 분산된다. 또한 작고 균일한 방울들로 만들기 위하여 열교환기 칼럼내에서 메쉬가 설치되었다. 디에틸 프탈레이트(Diethyl Pthalate , 밀도 : 1,052g/㎤)가 작동유체로 사용되었고, 메쉬가 있는 경우와 없는 경우로 비교 실험되었다. 실험중 칼럼의 길이방향으로 온도측정을 하였고, 두 유체간의 직접접촉 열교환 메카니즘을 알기 위하여 방울의 사진을 통하여 분석하였다. 방울이 제트형태로 형성될 때 방울은 작고 균일하였다. 한편 방울형태로 형성될 때는 크고 불균일하게 관찰되었으나 , 메쉬를 통해 칼럼내에서 효과적으로 작고 균일한 방울들로 되었다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.3
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• pp.420-428
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• 1995

현재 사용하고 있는 액화천연가스 기화기는 관내부로 -162$^{\circ}C$의 액화가스가 흐르고, 관외부로 발전소 증기응축기 출구에서 배출된 20~3$0^{\circ}C$의 해수를 흐르도록 하여, 두 유체사이의 온도차로 기화시키는 간접접촉방식 열교환기가 사용되고 있다. 그러나 간접접촉방식 열교환기는 두 유체사이의 큰 온도차로 인한 금속재료의 피로현상과 해수의 염분에 의한 재질의 부식 및 미생물 부착 등의 원인으로 열전달효율이 저하되고 있다. 따라서 본 연구는 관을 중간매체로 하는 간접접촉식 열교환기대신 액화천연가스와 기화용수인 물을 직접접촉시키는 방법으로 이용하여, 위와 같은 문제점들을 근본적으로 해결하려 한다. 본 실험에서는 기화기내의 수위 500 mm와 물의 유량 10 l/min을 일정하게 고정시키고, 액화천연가스의 유량 0.12 ㅣ/min, 0.36 l/min, 0.6 l/min, 기화기내의 압력을 100 kPa, 300 kPa, 500kPa로 변화시키면서 기화기내의 기포, 온도분포, 급팽창현상, 동결현상 및 기화후 수분함유량등의 비등특성을 규명하였다. 실험결과 기화기내의 압력이 증가할수록 기포는 작고 균일한 분포를 이루고, 폭발적인 급팽창현상은 일어나지 않았다. 또한 동결현상은 액화천연가스의 기화를 방지하지 못하였으며, 기화된 천연가스내의 수분함유량 몰%는 압력과 유량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이고 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.22 no.4
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• pp.542-550
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• 1998

A direct contact heat exchanger using particle-suspended gas as a heat transfer medium is analyzed with an extended emphasis on the radiation, i. e., considering the radiation by both gas and particles. While the Runge-Kutta method is used for a numerical analysis of the momentum and energy equations, the finite volume method is utilized to solve the radiative transfer equation. Present study shows a notable effect by the gas radiation in addition to the particle radiation, especially when changing the chamber length as well as the gas and particle mass flow rate. When the gas and particle mass flow rate is raised, the gas temperature in the particle heater still increases as the gas absorption coefficient increases, which is different from the results for the small scale heat exchanger.

• Journal of the KSME
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• v.26 no.1
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• pp.31-35
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• 1986

물질전달이 포함되는 교환기의 설계목표도 단순열교환기의 경우와 마찬가지로 여러 가지 주어진 제약조건(constraints; 예를들면 교환기의 제원이나 유체유동에 필요한 압력부하등)을 만족시키 면서 전달능력의 단위(number of transfer units, 이하 $N_{tu}$ 로 약함)를 최대로 해 주는데 있다. 그러나 교환장치들의 유형이나 형상에 따라 이같은 동일 목적을 위한 과정은 각양각색 이다. 본장에서는 직접 접촉식 교환기의 많은 종류중 물의 직접증발을 이용한 단열가습장치와 고체건조제 단열제습장치등 두가지의 해석과정을 예시하려고 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.140.2-140.2
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• 2014

인공위성은 우주공간의 고진공 상태와 태양 복사열에 의한 고온 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 인해 주요 부품의 기능장애가 초래되므로 발사전 지상에서 열진공 시험장비를 이용한 열진공시험을 수행한다. 위성체의 열진공 시험에 사용되는 열교환기인 베이스플레이트(Baseplate)는 우주 열환경을 모사하기 위하여 직접 방열판 표면에 고온 및 저온의 유체를 공급하여 시험 요구에 따른 필요한 열을 공급하게 된다. 일반적으로 우수한 성능의 위성체 부품의 검증을 위해서 지상의 열환경 시험은 접촉식 히터 및 열교환기를 사용하게 되는데, 이때 적절한 히터 및 블로워 파워를 선정하고 챔버 슈라우드와 열교환에 있어 간섭이 없도록 장비를 운용해야 한다. 본 연구에서는 상용프로그램을 이용하여 열진공 시험용 베이스플레이트에 대하여 전산해석을 수행하였으며, 이를 통해 베이스플레이트 내의 작동 유체의 입구 압력에 의한 열진공 시험용 열교환기의 성능 특성을 관찰하였다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.12 no.8
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• pp.735-744
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• 2000

In order to define the heat transfer characteristics in a spray column direct contact heat exchanger, the development of a multidimensional numerical model and computational algorithm is essential to analyze the inherent multidimensional characteristics of a direct contact heat exchanger. In the present study, it has been carried out numerical calculations using a two-dimensional model for operation of a direct contact heat exchanger. Such operational and system parameters as the injection velocity, void fraction, aspect ratio and injection temperature of each fluid are examined thoroughly to assess their influence on the performance of a spray column. Analyzed results has shown that our two-dimensional model predicts the heat transfer phenomena well in a spray column.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.3 no.3
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• pp.153-160
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• 1991

Heat transfer characteristics of a direct contact heat exchanger utilizing sieve trays and spray nozzles for steam condensation for the purpose of combining with a LNG evaporator have been investigated with various cooling water flow rates and different vacuum pressures within the heat exchanger for the purpose of steam condensation. Temperature profiles and the volumetric overall heat transfer coefficients in a direct contact heat exchanger have been obtained for comparisons. The results show that the temperature differences between cooling water and steam along the direct contact heat exchanger height are rapidly decreasing and the volumetric overall heat transfer coefficients of the exchanger improves greatly as the inside vacuum pressure increases. The values of the overall heat transfer coefficients at P=-680mmHg have been increased significantly compared with at atmospheric pressure. At given pressure conditions, it is found that the values of average volumetric overall heat transfer coefficients for the sieve tray are found to be approximately 10% higher than those of the spray nozzle.