• 한국기계기술학회지
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• 제13권4호
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• pp.23-30
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• 2011

본 연구는 산업용 열교환기 및 상용 파이프의 최적 설계를 위하여 열교환기 내의 사각형 단면 파이프의 shear-thickening 비뉴톤 유체의 압력강하 및 대류 열전달률을 수치해석적으로 수행하였다. shear-thickening 유체의 구성 방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 확장 멱법칙 모델을 채택하였다. 파이프 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 확장 레이놀즈 수의 곱은 기존 연구의 비교자료와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.018% 및 0.06% 내에서 일치함을 보였고, 대류 열전달률을 의미하는 뉴셀트 수는 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.025% 및 0.14% 내에서 일치함을 보였다. 비뉴톤 확장 멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 shear-thickening 유체를 열교환기 또는 상용파이프 내의 사각형 단면 파이프 내에서 사용하면 유동지수(n)에 따라서 뉴톤 유체보다 최대 160%의 압력강하를 증가시켰고 최대 14%의 대류 열전달 감소를 발생시킬 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제10권3호
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• pp.27-33
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• 2006

본 논문에서는 가스 파이프라인 내의 누출 현상이 파이프라인 출구 압력 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 경사진 지형적 영향을 고려하기 위하여, 보정된 Weymouth 식이 본 연구에서 사용되었다. 누출 영향을 분석하기 위하여, 수평관, 상향 및 하향 경사관 각각에서 누출 현상이 없을 경우와 누출 현상이 발생할 경우에 대하여 출구 압력과 입구 압력에 대한 출구 압력 비율을 비교하였다. 그 후, 누출 위치가 출구 압력에 미치는 영향에 대하여도 모든 파이프라인 경사각에 대하여 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.52-57
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• 2002

본 논문은 고온 고압의 유체를 수송하는 해저 파이프의 좌굴 현상에 대해서 논하였다. 고온 고압의 유체를 해저 파이프로 수송 할 때, 수송되는 고온 고압의 유체와 수위 해저의 온도와 압력들의 차에 의해서 유체 수송 파이프는 축 방향으로 압축력을 받게 되고 이 압축력을 견디지 못하면 수송 파이프는 수직 방향의 좌굴 현상이 발생하게 된다. 논문에서는 "semi-empirical design method"를 사용하여 수송 유체의 온도와 압력의 여러 가지 변화에 따라 파이프의 축 방향 압축력을 계산하고 수직 좌굴 현상에 따른 안전계수를 구하여 파이프의 초기 설계 결정에 도움을 주고자 했다.

• 산업안전기술지
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• 제2권1호
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• pp.34-40
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• 2002

화학설비나 산업설비 또는 국가 기간 설비에서 파이프(pipe)는 중요한 위치를 차지하고 있으며 파이프의 파열은 그대로 대형 사고나 설비 가동의 중단으로 연결되는 경우가 많다. 따라서 파이프의 구조건전성을 유지하는 것은 안전의 확보와 생산 설비의 효율적 운용을 위하여 긴요하다. 파이프 재료 내부에는 재료 제작 시, 또는 파이프 제작 시 발생된 결함이나 사용 중 부식이나 피로 등의 영향으로 생성된 결함이 존재한다. 이러한 결함은 파이프의 강도를 낮추게 되고, 파이프의 잔류강도가 사용압력보다 낮아지게 되면 파이프가 파열하게 된다. 따라서 본 글에서는 파이프에 균열이 존재하거나 손상된 경우의 구조안전성 평가를 위하여 필요한 해석방법에 대하여 살펴본다.(중략)

• 에너지공학
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• 제9권3호
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• pp.212-220
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• 2000

히트파이프 히트싱크의 라디에이터를 통과하는 공기 유동에 대한 열전달 및 유동 압력 강하를 구하기 위한 연구를 수행하였다. 이 라디에이터는 평판 휜-관 구조이며, 평판휜에 4개의 히트파이프가 유동 방향으로 정격 배열 되어있다. 입구 공기 속도 2.5~4m/s에 대해 열전달 성능실험과 수치해석을 수행하였다. 각 히트파이프의 단위 길이당 열속이 583.3W/m, 입구 공기 속도가 3m/s일때 총합 대류 열전달계수값은 약 32W/$m^2$K, 압력 강하는 8mmAq이었다. 전체속도범위에서 실험결과와 수치 해석 결과 사이에는 약 5%의 미만의 일치를 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제16권6호
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• pp.68-75
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• 1997

본 연구에서는 맥동류에 의한 파이프 계의 진동응답을 고찰하기 위해 전달행렬법을 사용하였다. 유속과 압력을 시간과 위치의 함수로 다루어 유체와 파이프간의 상호작용을 파동방정식으로 정립하고, 각 파동방정식으로부터 전달행렬을 직접 유도하였다. 맥동류로부터 유발되는 파이프 계의 동적응답은 맥동으로부터 발생하는 변동유속과 압력에 의존되는 것으로 나타났으며, 공진 근처에서 맥놀이 현상이 관찰되었다. 파이프 계의 동적거동은 파이프 내부의 유동양상과 동일한 응답특성을 나타내고, 내부 유동유체에 의해 결정된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.772-779
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• 2019

해저 파이프라인은 자원개발을 포함한 에너지산업 및 철강산업과 연계한 고부가가치 산업으로서 상당한 관심을 받아왔다. 해저 파이프라인의 설계와 설치 프로젝트 수행을 위해서는 다양한 핵심요소기술들이 필요하다. 특히, 해저 파이프라인의 안전한 운영을 위해서는 예비커미셔닝을 통한 철저한 사전검증과정이 필수 불가결한 부분이다. 해저 파이프라인 예비커미셔닝 과정 중 하이드로테스팅 공정은 파이프라인 주위 온도변화에 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있으나 이에 관한 이론적, 수치해석적 접근방법을 활용한 연구는 미미한 편이다. 본 연구에서는 해저 파이프라인의 예비커미셔닝 과정 중 하이드로테스팅 공정에 대해 과도열전달 해석법을 활용하여 내부 온도변화량 산정 및 이를 활용한 파이프라인 내부 압력변동량 예측법을 제시하였고 예측된 결과를 현장 실계측 데이터와 비교·검토하여 그 유효성을 입증하였다. 제안된 해석절차는 해저 파이프라인 설치 프로젝트 수행 사전단계에서부터 파이프라인 열전달 시뮬레이션을 통해 압력변동량 예측을 가능하게 함으로써 해저 파이프라인 설치 프로젝트의 생산성 향상에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.44-56
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• 1998

분리형 히트파이프식 열교환기는 증발기와 응축기를 폐열원과 열풍이 필요한 곳에 분리설치하고 증기 및 액체의 연락관으로 두 열교환기를 연결하여 하나의 폐루프를 구성하고 증발기와 응축기의 설치 높이차에 의해 작동이 이루어지는 것이다. 따라서 고온 및 저온유체의 병류 및 향류의 혼합배치가 용이하다는 장점이 있으나, 고온유체의 온도가 높을 경우에는 포화증기의 압력이 높아져 파이프가 견딜 수 있는 사용한계를 초과하게 될 수 있다. 또한 너무 낮으면 증기의 비체적증가와 함께 유속의 증가로 압력손실이 커져 설치높이차를 크게 하던지 증기연락관의 직경을 크게 하여야 하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 설계과정에서 고온유체 및 저온유체의 온도, 유량 등이 정하여진 상태에서 병류 및 향류로 배치하는 경우에 분리형 히트파이프식 열교환기를 Lmtd방법으로 설계하고, 고온 및 저온유체의 온도 및 유량이 실제 운전과정에서 변화가능한 범위에 대해 Ntu 방법으로 열교환량,포화증기압력 및 압력손실에 따른 증발기와 응축기의 설치높이차 등에 대한 가동특성을 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1512-1521
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• 1991

본 연구에서는 유속과 압력등이 시간과 위치의 함수로 표현되는 비정상 유체 가 흐를 때 그 유동 특성이 파이프계에 미치는 영향을 고찰하기 위해 비정상 유동을 포함한 파이프계의 운동방정식을 유도하고 유동 변수가 파이프계의 안정성에 미치는 영향을 연구하였다.

• 한국가스학회지
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• 제6권1호
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• pp.38-45
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• 2002

가스 하이드레이트는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등과 같은 천연가스-성분이 물에 의해 포획된 얼움형태의 고체연료로서, 세계적으로 가스 하이드레이트 추정 매장량은 기존 화석연료 매장량에 비해 약 2배 이상인 것으로 예측되어 미래의 신 에너지 자원으로 기대되고 있다. 그러나 이러한 에너지 자원측면과는 반대로 파이프라인을 통한 가스 수송과정에서 형성된 하이드레이트는 유동저해나 배관손상을 유발 할 수 있는 요인으로 영구동토지연인 시베리아는 물론이고 북해와 멕시코만 등의 여러 유전이나 가스전에서 심각한 문제를 발생시키고 있다. 해저 가스 파이프라인이나 동토지역을 통과하는 가스 파이프라인에서는 관내 압력과 온도에 따라 하이드레이트가 생성될 수 있으며, 특히 송출압력을 높게 할 경우에는 파이프라인 안에 하이드레이트가 생성될 가능성은 더욱 높아져, 플러깅 형성에 의한 유동저해 및 배관손상이 예상된다. 본 연구에서는 실제 파이프라인 내부에서 하이드레이트로 인한 플러깅 생성 메카니즘을 규명하고 이에 대한 형성조건을 측정함으로써, 그 방지기준 및 방지책을 선정하는데 활용하고자 실험실 규모의 환상형 파이프라인 실험장치를 개발하려다. 개발된 실험장치를 통해 파이프라인에서의 하이드레이트 평형조건을 도출하고, 다양한 속도 및 압력 조건하에서 하이드레이트 플러깅 형성온도를 측정하였다 이를 통해 유통속도 및 압력, 온도에 관한 상관관계를 파악하고 그 경향을 도출함으로써 실제 가스 파이프라인에의 하이드레이트 플러깅 형성조건을 파악할 수 있었다.