• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.775-782
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• 2012

수직으로 설치된 하부폐쇄 환상공간 내부의 풀비등 열전달 메카니즘을 알기 위하여 환상공간의 튜브 길이를 0.3m와 0.6m 사이에서 변경하였다. 실험을 위해 0.2m의 가열 길이를 갖는 직경 19.1mm인 스테인리스강 튜브와 대기압 상태 하에 있는 물을 사용하였다. 외부 튜브 길이가 열전달에 미치는 영향을 분명하게 살펴보기 위해 환상공간에 대한 결과를 환상공간이 없는 단일튜브에 대한 결과와 서로 비교하였다. 동일 열유속에서 외부튜브 길이의 증가는 틈새간격이 3.5mm인 경우에는 열전달계수의 증가하지만 틈새간격이 15.5mm인 경우에는 열전달계수가 감소하였다. 이러한 경향의 주된 원인은 액체교란의 차이로서 설명된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.382.2-382.2
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• 2016

현재 전 세계적으로 에너지 소비가 급격히 증가하고 있다. 하지만 급격한 에너지 소비에 따른 자원 및 에너지 공급의 불확실성은 점점 높아지고 있다. 특히, 우리나라는 공급 에너지의 96.4%를 해외 수입에 의존하고 있기 때문에 에너지 안보에 매우 취약한 구조를 갖고 있다. 그리고 열전달 시스템에서 임계 열유속은 열전달 시스템의 한계를 나타낸다. 따라서 임계 열유속의 향상은 열전달 시스템의 안전성의 향상을 위한 필수적인 요소이다. 이에 따라 다양한 산업에서 열전달 시스템을 통하여 막대한 양의 에너지가 소비됨에 따라 우수한 열전달 특성을 가진 나노유체를 사용하여 열전달 시스템의 효율 및 안정성을 높이고자 하는 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유동 비등에서 그래핀 나노 유체 사용에 따른 열전달 특성을 분석하였다. 유동 비등에서 0.01 vol%의 산화 처리된 그래핀 나노유체를 사용하였을 경우 유속이 증가함에 따라 임계 열유속은 증가하였으며 유속이 증가함에 따라 비등 열전달 계수도 증가함을 확인하였다. 그리고 임계 열유속은 순수 물보다 최대 66.32% 증가하였으며, 비등 열전달 계수는 풀비등에서 보다 최대 28.14% 증가함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.81-88
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• 2014

수평에 가깝게 설치된 튜브 원주면에 대해 평균 열전달계수를 결정하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 실험을 위하여 대기압 상태하의 물속에 잠긴 50.8 mm의 스테인리스강 튜브를 사용하였다. 과냉 및 포화 풀비등 조건을 모두 고려하였으며, 튜브 경사각은 수평으로부터 $9^{\circ}$까지 $3^{\circ}$ 간격으로 변경하였다. 포화상태에서는 튜브의 최하부로부터의 방위각이 $90^{\circ}$인 위치에서 측정한 국소비등열전달계수가 평균값으로 취급될 수 있으며, 이러한 경향은 튜브 경사각과는 무관함을 확인하였다. 그러나 물이 과냉상태인 경우, 평균 열전달계수의 위치는 경사각과 열유속에 의존한다. 열전달을 변화시키는 주된 열전달 기구는 액체교란 강도 및 기포군집에 의한 큰 기포 덩어리의 형성과 밀접한 관계가 있는 것으로 설명된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권5호
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• pp.275-281
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• 2016

본 연구에서는 비등표면 위에 다공판을 설치하여 풀비등을 촉진시키는 방안에 대하여 검토하였다. 실험은 대기압에서 R-123을 사용하여 수행되었다. 다공판은 풀비등을 현저히 촉진시켰다. 이는 다공판이 기포를 비등표면 위에 넓게 퍼뜨려 기포와 비등표면 사이 액막의 면적을 증가시키기 때문이다. 또한 높은 열유속에서는 다공도가 클수록, 낮은 열유속에서는 다공도가 작을수록 비등이 촉진되었다. 본 연구에서는 구멍 직경 2.0 mm, 구멍 간격 $2.5mm{\times}5.0mm$ 또는 $5.0mm{\times}5.0mm$, 비등 표면과의 간격 0.5 mm에서 최적 형상이 얻어졌고 이 형상들의 열전달계수는 상용 GEWA-T의 값에 근접하였다. R-123에서의 최적 다공도는 물이나 에탄올에서 보다 현저히 큰데 이는 R-123의 밀도비가 크고 증발잠열은 작기 때문이다. 한편 다공판의 비등이력은 평판보다 작았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.237-244
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• 2011

경사각이 대기압하의 포화상태인 물의 풀비등에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험을 통한 연구를 수행하였다. 연구를 위하여 5mm의 틈새간격을 가지는 하부유로개폐 상태인 환상공간을 고려하였다. 환상공간의 내부에 설치된 튜브를 가열하였으며 튜브의 직경과 길이는 각각 25.4mm와 500mm이다. 경사각은 수평부터 수직까지 변경하였다. 본 실험의 결과를 틈새간격이 더 큰 환상공간 및 단일튜브에 대한 결과와 서로 비교하였다. 작은 틈새간격을 가지는 환상공간의 경우 경사각이 열전달에 미치는 영향은 그다지 크지 않음을 확인하였다. 그러나 환상공간이 수평상태인 경우 80kW/$m^2$에서 임계열유속이 관찰되었다. 액체 교란의 정도와 기포군집형성이 환상공간 내부 풀비등의 주된 열전달 기구로 이해된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1684-1691
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• 2015

흡수식 냉동기의 고효율화와 소형화를 위해서는 고성능 전열관의 연구가 필수적이다. 하지만 재생기용 전열관에 대한 연구는 많이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 만액식 재생기용 전열관의 성능을 파악하기 위한 기초연구로, 형상이 다른 7종의 전열관에 대해 풀비등 실험을 수행하고 비등열전달계수를 도출하였다. 실험은 압력 7.38~101.3 kPa, 열유속 $20{\sim}40kW/m^2$의 범위에서 수행되었다. 실험결과 모든 전열관에서 압력이 증가하고 열유속이 증가할수록 비등열전달계수 값은 증가하였다. 대기압 조건에서는 notched fin 관과 low fin 관이 높은 비등열전달계수를 나타내었고(열전달계수가 가장 낮은 19.0 mm O.D. 평활관의 225% 와 202%), 압력이 낮아질수록 low fin 관이 다른 전열관에 비해 현저히 높은 비등열전달계수를 나타내었다 (12.34와 7.38 kPa에서 19.0 mm O.D. 평활관의 290%와 288%).

• 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.377-385
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• 2013

출구유로 단면적이 수직 환상공간 내부의 풀비등 열전달에 미치는 영향을 규명하기 위하여 세 가지 서로 다른 유동제한장치를 실험적으로 연구하였다. 가열 튜브는 매끈한 표면을 가지는 스테인리스강이며 대기압 상태 하에 있는 물을 사용하였다. 환상공간의 하부유로 조건은 개방과 폐쇄된 경우 두 가지를 모두 고려하였으며 유동제한장치를 설치한 환상공간에 대한 결과를 유동제한장치가 없는 환상공간에 대한 결과와 서로 비교하였다. 출구유로 단면적을 축소하는 것은 열전달의 감소를 초래하지만, 출구 유로가 아주 작은 경우 열전달계수가 증가하는 경우도 관찰되었다. 이러한 경향은 기포군집의 형성과 이동에 따른 액체교란의 차이로서 설명되며, 유동대류, 맥동류 발생, 기포 군집 하부의 미세층증발이 중요한 열전달 기구인 것으로 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제18권12호
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• pp.1017-1024
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• 2006

In this work, pool boiling heat transfer coefficients (HTCs) of five hydrocarbon refrigerants of propylene, propane, isobutane, butane and dimethylether (DME) were measured at the liquid temperature of $7^{\circ}C$ on a 26 fpi low fin tube, Turbo-B, and Thermoexcel-E tubes. All data were taken from 80 to $10kW/m^2$ in the decreasing order of heat flux. The data of hydrocarbon refrigerants showed a typical trend that nucleate boiling HTCs obtained on enhanced tubes also increase with the vapor pressure. Fluids with lower reduced pressure such as DME, isobutane, and butane took more advantage of the heat transfer enhancement mechanism of enhanced tubes than those enhancement ratios of $2.3\sim9.4$ among the tubes tested due to its sub-channels and re-entrant cavities.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권8호
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• pp.527-533
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• 2016

대기압 상태인 물의 내부에 설치된 튜브의 경사각이 풀비등 열전달계수에 미치는 영향을 확인하기 위하여 새로운 실험식을 개발하였다. 실험과 기존에 발표된 결과들에 대한 조사를 통하여 431개의 실험값을 결정하였으며, 회귀분석 기법으로 비선형 최소자승법을 사용하였다. 열유속($0{\sim}120kW/m^2$), 경사각($0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$), 튜브 길이를 직경으로 나눈 값(18~42.52)을 주요 매개변수로 선정하였다. 새롭게 개발된 상관식은 약간의 예외를 제외하면 실험값을 ${\pm}18%$ 범위 내에서 잘 예측한다.