• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1169-1176
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• 2011

액막류는 레이놀즈수 및 유동 안정성에 의해 파동이 없는 층류액막류, 파동을 동반한 층류 액막류 및 난류액막류로 구분된다. 파동액막류는 강한 비선형성에 의해 매우 복잡하여 기존에는 주로 실험적 연구가 진행되었다. 수치적 해석은 주로 파동이 없는 경우에 국한되었으며 여러 가지 자유표면 해석기법을 이용하여 평균액막두께를 예측하였다. 이 연구에서는 층류액막류의 파동현상을 레이놀즈수 20~1000 범위에서 수치해석하였다. 이 때, VOF 자유표면 해석기법에 기반한 여러 가지 수치방법을 비교 연구하였으며 평균액막두께, 파동속도 및 진폭을 실험결과와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.373-380
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• 2014

액막류는 다양한 산업분야에 적용되는 쉘-튜브 열교환기의 주요 열교환기구로 오랫동안 연구되어왔다. 액막류의 한쪽 경계는 고정벽에 접하고 있지만 반대편에서는 기체 영역과 경계를 형성하므로 액막 레이놀즈 수가 증가함에 따라 쉽게 불안정해지는 특징을 가지고 있다. 따라서 레이놀즈 수가 증가함에 따라 자유표면 파동 현상이 나타나는데, 층류 영역에서는 큰 진폭의 고립파가, 난류 천이 이후에는 낮은 진폭의 물결파가 나타난다. 액막류의 열전달 성능은 액막의 두께에 의해 크게 지배받는데 액막류에 동반된 파동은 액막 두께의 시공간적 변화를 의미하는 것이므로 이에 대한 정보를 해석적으로 수집하는 것은 액막류 열전달 성능을 예측하는데 필수적이다. 본 연구에서는 낮은 진폭의 물결파를 동반한 난류 액막류에 대하여 여러 가지 난류 모형을 적용한 해석결과들을 실험결과와 비교함으로써 난류 모형들에 대한 평가를 실시하였다.

• 설비공학논문집
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• 제10권4호
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• pp.431-439
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• 1998

Falling film absorption process is an important problem in application such as absorption chillers. The presence of waves on the film affects the absorption process significantly. In the present study the characteristics of heat and mass transfer in laminar-wavy falling film were studied numerically. The wavy flow behavior was incorporated in the energy and diffusion equation. The numerical solution indicated that the interfacial wave increased the transfer rates remarkably. Interfacial shear stress and wave frequency seemed to be the dominant factors on the film Nusselt number and Sherwood number in the wavy film. A comparison of the transfer rates of the wavy film to that of the smooth film showed that the mass transfer rate could be increased by more than 50%.

• 설비공학논문집
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• 제16권2호
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• pp.194-201
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• 2004

In the present study, the improvement of absorption characteristics on combined heat and mass transfer process in a falling film of a vertical absorber by change of geometric parameters were studied experimentally and analytically. The energy and diffusion equations are solved simultaneously to give the temperature and concentration variations at the liquid solution-refrigerant vapor interface and at the wall. Absorption behaviors of heat and mass transfer were analyzed through falling film of the LiBr aqueous solution contacted by refrigerant vapor in the absorber. Effects of film Reynolds number, geometric parameters by insert device (spring) and flow pattern on heat and mass transfer performances have been also investigated. Especially, effects of the flow pattern by geometric parameters have been considered to observe the total heat and mass transfer rates through falling film along the absorber. As a numerical and experimental result, maximum absorption rate was shown at the wave-flow by insert device (spring). The error ranges between experiment and analysis were from 5.8 to 12％ at Re$_{f}$ > 100.0.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.5-11
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• 2004

벽면에 충돌하는 액체 분무의 충돌 거동과 액적 비산에 관하여 실험을 통하여 조사하였다. 액체 분무는 홀노즐에 의해 직경 40mm의 충돌판에 분사하게 된다. 액체 분무는 반경방향으로 퍼져나가 5개의 영역으로 분류되어 나타내게 된다. 난류 혹은 층류 분무의 경우, 충돌판에 충돌한 후 두꺼운 액막을 형성하게 되며, 이러한 상태에서 충돌하는 분무의 비산량은 매우 적으며 충돌 거리에 영향을 받지 않는다. 한편, 파동이 있는 분무의 충돌은 수력도약(Hydraulic jump)과 함께 반경방향으로 엷은 액막을 형성하게 되며 비산율도 증가하게 된다. 액체분무의 초속도가 증가하면 비산율도 증가하게 된다. 분열이 일어난 후에 충돌하는 파동 분무의 비산율은 분열이 일어나기 전에 비해 약 2~3배 정도 크게 나타난다. 비산율은 웨버수(Weber number)를 이용하여 요약할 수가 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.224-228
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• 2005

동적 감쇠자로서 백홀에 대한 동적 제어 테스트를 수행하였다. 공급라인에서 압력 섭동에 의해 발생되는 가진과 스월 인젝터의 내부 파동 분석을 위해 수력학적 진동발생기와 1차원 가시화 모델 인젝터가 제작되었다. 음향학적 대신에 동적 감쇠자로서 백홀의 영향에 초점을 두었기 때문에 액막의 분열길이와 액막 두께를 측정하여 정상 상태와 가진 상태의 결과를 비교하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.90-96
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• 2003

Numerical analyses have been performed to obtain the absorption heat and mass transfer coefficients and the absorption mass flux from a falling film of LiBr solution. In the present study, the behavior of laminar-wavy falling film in the vertical absorber was studied analytically and experimentally. The change of absorption performance on mean film thickness, wave amplitude, wave celerity was analysed. The heat and mass transfer equations are solved simultaneously to give the temperature and concentration variations at the LiBr solution/refrigeration vapor interface and at the wall. Effects of uniform film, wavy film and film Reynolds number on the heat and mass transfer coefficients have been estimated. The analytical results of the uniform and wavy falling film in the bare tube was higher than experimental result for $Rd_{t}<100$. The absorption performance showed the maximum at the wavy film by the insert device(spring).

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권7호
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• pp.992-1000
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• 1998

In the present study the behavior of laminar-wavy film flowing down a vertical plate was studied analytically. The effects of film Reynolds number and interfacial shear stress on the mean film thickness, wave amplitude, wave length, and wave celerity were analysed. The anayltical results on the periodic-wave falling film showed good agreements with experimental data for Re < 100. As the film Reynolds number increased, mean film thickness, wave amplitude, and wave celerity increased, but wave length decreased. Depending on the direction of interfacial shear stress, the shape of wavy interface was disturbed significantly, especially for the intermediate-wave. As the interfacial shear stress increased, for the periodic-wave film, wave amplitude and wave celerity increased, but mean film thickness and wave length decreased.

• 에너지공학
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• 제14권3호
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• pp.194-202
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• 2005

본 연구는 다양한 수직 액막형 흡수기에서 열 및 물질전달 과정에 따른 흡수 특성 예측을 이론 및 실험적으로 수행하였다. 열 및 물질전달 향상은 해석적으로 조사되었으며, 흡수 성능에 대한 유동 형태, 삽입기구 및 주름에 의한 형상 변수의 영향 등을 조사하였다. 특히, 최대 흡수 성능에 대한 동적 변수(수용액 유량, 유동형태)와 흡수기 형상(ID=22.8mm, L=1150m)의 최적값을 수치 해석적으로 예측하였다 수치 해석 및 실험에서 최대 흡수 성능은 삽입기구(스프링)에 의한 파동 유동에서 나타났다.