• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.719-726
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• 2017

튜브 피치와 주변 튜브의 열유속이 수평으로 설치된 튜브 배열의 풀비등 열전달에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 실험을 위하여 외경이 19 mm인 두 개의 스테인리스강 튜브와 대기압 상태인 물을 사용하였다. 튜브간 피치는 18.5~95 mm이며, 주변 튜브의 열유속은 $0{\sim}90kW/m^2$이다. 열전달 향상은 주변 튜브의 열유속이 크고 시편의 열유속이 $40kW/m^2$보다 낮은 경우에 분명하게 관찰되었다. 피치가 튜브 지름의 4배 보다 크면 피치 변화가 열전달에 미치는 영향은 무시할 수 있을 정도이다. 순환유동, 대류유동, 액체교란은 열전달을 향상시키며 유동간섭과 기포군집은 열전달을 둔화시킨다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.367-375
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• 2013

본 연구는 타원형 핀-튜브 열교환기에 대해 AR, 피치, 와류발생기의 위치, 튜브 표면의 돌기형상에 따른 열전달계수 및 압력강하 특성을 수치해석으로 분석하였다. CFD해석시 경계조건으로는 튜브표면의 온도는 348 K이고, 입구공기속도는 1~5 m/s 범위로 가정하였고, 수치해석시 사용된 모델로는 민감도를 고려하여 RSM 7차 난류모델을 하였다. 해석결과로는 AR 및 세로피치가 작을수록 열전달률이 향상되는 것으로 나타났으며 가로피치에 대한 영향은 근소한 차이를 나타냈으며, 와류발생기의 설치는 튜브 전방에 위치할수록 열전달특성상 양호한 것으로 나타났다. 또한 튜브표면의 돌기형상은 톱니형보다 원형이 압력강하나 열전달특성이 유리한 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.515-522
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• 2010

본 연구의 목적은 무착상 조건에서 나선형 원형핀-튜브 열교환기의 형상변수에 따른 열전달특성을 고찰하고 평판 사각핀-튜브 열교환기와 열전달성능을 비교하는 것이다. 나선형 원형핀-튜브 열교환기는 Lfoot 길이 2.7 mm 에서 열전달계수가 최대로 나타났으며, 공기측 열전달계수는 튜브열수가 2 열에서 5 열로 증가하면서 평균 10% 감소하였고 핀피치가 5 mm 에서 10 mm 로 증가하면서 평균 17.5% 증가하였다. 모든 풍량조건에서 나선형 원형핀-튜브 열교환기의 튜브피치 30 mm 가 35 mm 보다 열전달량이 평균 5.1% 높게 나타났고 튜브두께 0.5 mm 가 0.7 mm 보다 열전달량이 평균 4.1% 높게 나타났다. 나선형 원형핀-튜브 열교환기의 열전달계수가 평판 사각핀-튜브 열교환기에 비하여 평균 24.3% 정도 높게 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.615-624
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• 2014

핀-튜브 열교환기는 산업용 보일러, 라디에이터, 냉동기 등에 많이 사용되고 있어 열교환기의 성능향상을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Plain형 핀-튜브 열교환기에 대해 가로피치, 와류발생기위치, 튜브표면의 돌기형상 및 돌기개수 등의 변화에 따른 열전달 및 압력강하 특성을 이론적으로 해석하였다. CFD 해석시 경계조건으로는 SST 난류모델을 적용하였으며, 튜브표면의 온도는 333 K이고, 입구측 공기의 온도와 속도는 423~438 K, 1.5~2.1 m/s로 가정하였다. 해석결과로는 열전달계수는 가로피치에 대한 영향은 큰 차이가 없으며, 열전달특성은 와류발생기 설치가 튜브 전방부에 위치할수록 양호한 것으로 나타났다. 또한 튜브표면의 돌기형상은 열전달 및 압력강하 특성에서 원형이 톱니형과 삼각형보다 적절하였으며, 16개 원형 돌기형상이 가장 양호하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권1호
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• pp.1-8
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• 2017

대기압 하에서 포화 상태를 유지하는 물의 내부에 잠긴 탠덤 튜브에 적용하기 위한 실험적 상관식을 새롭게 개발하였다. 상관식은 다발효과를 계산하기 위한 것으로 실험에서 측정한 값과 최소자승법을 사용하여 결정하였다. 상관식의 적절함을 평가하기 위해 통계분석을 수행하였다. 상관식은 실험값을 ${\pm}8%$ 범위 내에서 잘 예측함을 확인하였다. 상관식의 적용 범위는 피치=28.5~114mm, 방위각=$0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$, 경사각=$0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$, 상부 및 하부 튜브 열유속=$0{\sim}120kW/m^2$이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1128-1146
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• 1989

본 논문에서는 2상 횡유동의 진동 메카니즘을 규명하기 위한 실험계획의 일환으로 실시된 실험으로 부터 튜브집합체의 추가질량(hydrodynamic mass)과 감쇠 (damping)에 대해 고찰하였다. 실험은 튜브배열과 피치 대 직경비(pitch-over-di- ameter:.rho./ｄ)가 상이한 튜브집합체에 대해 2상 유체를 모의한 공기-물(air-water) 혼합물에서 수행하였다. 액체상태로부터 99%의 보이드율까지 변화된 2상 유체의 유량은 튜브가 유체탄성 불안정성 (fluidelastic instability)에 도달할 때까지 점진적으로 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.2985-2992
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• 2015

본 연구에서는 엇갈린형 관군에 대해 ANSYS FLUENT v.14의 SST 난류모델을 적용하여 가로피치, 튜브표면, 와류발생기위치 등의 변화에 따른 열전달 및 압력강하 특성을 이론적으로 해석하였다. CFD 해석시 튜브표면의 온도는 363 K, 입구측 공기온도는 313 K이고 입구측 속도는 5 m/s에서 10 m/s까지 가정하였다. 그 해석결과로서 열전달계수는 가로피치에 대한 영향은 큰 차이가 없었고, 튜브표면의 돌기형상은 열전달 및 압력강하 특성에서 원형이 톱니형보다 적절하게 나타내었으며, 와류발생기의 설치 경우에는 열전달특성이 튜브의 전방부 위치가 후방부 위치보다 약 4.6% 정도로 우수함을 보였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.11-17
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• 2016

In this paper, a numerical analysis was performed to investigate the effect of the pitch angle of a helical nozzle on the performance characteristics of a vortex tube. Three-dimensional numerical simulation has been performed with standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model by using FLUENT 13.0. The effect of the pitch angle of helical nozzle was described in term of ${\beta}$. A CFD analysis was performed on ${\beta}=0^{\circ}$, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$, $15^{\circ}$. In order to realize the influence of ${\beta}$ on performances of the vortex tube. Computation results were expressed by the ${\beta}-{\Delta}T_{h,c}$ graph and radial profiles of axial velocity and swirl velocity. The results showed that ${\beta}$ which improves energy separation capacity of vortex tube was $5^{\circ}$ at ${\alpha}=0.33$, 0.5 and $10^{\circ}$ at ${\alpha}=0.33$. Besides, It was confirmed that the results were closely related to axial velocity and swirl velocity.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.691-698
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• 2014

본 논문에서는 복합재료를 이용하여 플렉스빔과 토크튜브를 제작하기 위한 공정과 기본 물리량 시험과정을 소개하였다. 플렉스빔과 토크튜브는 헬리콥터에 적용되는 무베어링 로터 허브 시스템을 구성하기 위한 핵심 구성품이다. 토크튜브는 블레이드의 피치각을 변화시키기 위한 조종력을 전달하며, 플렉스빔은 구조적인 변형을 통해 플랩, 래그 및 페더링 힌지를 구현하는 기능을 담당한다. 지상회전시험을 수행하기에 앞서 플렉스빔과 토크튜브 및 블레이드의 플랩강성, 래그강성 및 토션강성을 측정하기 위한 기본 물리량 시험을 수행하였다. 또한, 해석을 통해 예측된 단면 강성과 기본 물리량을 통해 획득된 강성 값을 비교하였으며, 그 결과를 통해 복합재료로 제작된 플렉스빔과 토크튜브가 구조적인 강성 요구도를 만족함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.212-218
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• 1995

Turbulent flow and heat transfer characteristics around staggered tube bundles were studied using a non-orthogonal boundary fitted coordinate system and the low Reynolds .kappa. - .epsilon. turbulence model suggested by Lam and Bremhorst. The predicted flow characteristics for two tube pitches and tube arrangement showed good agreement with the experimental data except the strongly curved region. The predicted Nusselt number was compared with measurements obtained in the staggered rough bundles and it revealed the similar trend to measurements, but the location of the maximum and minimum heat transfer differed somewhat from the measurements.