• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.214-222
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• 2001

회전형 히트파이프는 다수의 히트파이프 요소를 원통형으로 열교환기를 구성하고 회전시키므로서 열전달 효과를 향상시키고 배가스에 포함되어 있는 분진대책을 용이하도록 하여 오염폐가스에 대해서도 연속적으로 운전을 가능하게 하기 위한 것이다. 이러한 회전형 히트파이프 요소는 작동유체의 귀환을 원심력을 이용하여야 하므로 중심회전측과 2$^{\circ}$내지 5$^{\circ}$경사각으로 조립하여 회전반경을 갖고 회전하는 것이다. 본 연구에서는 회전형 히트 파이프식 열교환기의 구성요소인 히트파이프요소에 대해서 회전반경, 경사각 및 회전속도에 따라 작동유체의 귀환력에 대한 이론해석을 수행하였다. 한열당 20개씩 총 60개의 히트파이프요소가 3열로 배열된 열교환기를 제작하여 성능실험을 수행하였고, 비회전형 히트파이프열교환기와 성능을 비교하여 16%정도의 성능향상이 있음을 알았다.

• 에너지공학
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• 제9권4호
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• pp.334-341
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• 2000

회전 히트파이프의 열 전달 특성은 내부 관벽에 형성되는 응축 액막 두께와 증발부로 귀한되는 응축액의 유동율에 의해 결정된다. 본 연구는 축 방향으로 그루브(groove)를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 성능에 대한 실험 연구로써, 그루브에 의한 효과를 파악하기 위해 2종류의 히트파이프를 제작하고 작동성은 시험을 수행하였다. 회전 히트파이프가 작동시, 원심력에 의해 그루브로 응축액의 유동을 촉진시키며, 따라서 응축부 벽면에 형성되는 액막 두께가 얇게 된다. 응축부에 그루브를 갖는 히트파이프의 열전달 계수는 풀 유동에서 2000~4000W/$m^2$$^{0}$ C, 환상 유동 영역에서 1500~2500W/$m^2$$^{0}$ C로써, 전체 원형단면을 갖는 히트파이프와 비교하여 약 1.5배 정도의 열저달 향상을 볼 수 있었으며, 열전달 한계는 약 40% 정도 향상되는 것으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.325-332
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• 1999

회전 히트파이프가 작동할 때 응축 액막은 중력과 원심력에 의해 관 내벽을 따라 응축부에서 증발부로 이송된다. 회전 히트파이프의 성능은 응축 액막의 두께와 응축 액막 유동율에 의해 좌우된다. 따라서 기존의 많은 연구자들은 회전 히트파이프의 성능을 향상시키기 위하여 테이퍼, 계단식 벽면, 코일 삽입등 관 내부의 형상에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 회전 히트파이프의 새로운 관 내벽 형상으로써 응축부에 축 방향으로 사각 그루브(groove)를 갖는 구조이다. 히트파이프가 회전하면 원심력에 의해 응축 액막이 그루브로 유동하며 따라서 응축부의 전체적인 액막 두께를 감소시킬 수 있다. 실험 결과 그루브에 의한 액막 유동 효과로써 열전달 계수가 향상되었다. 또한 응축 액막 유동 해석 결과는 본 실험치와 정량적으로 다소 차이를 나타내었으나 회전수 및 열속 변화에 대하여 정성적으로 유사한 경향을 나타내었다.

• 보일러설비
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• 통권69호
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• pp.78-82
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• 1999

• 태양에너지
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• 제11권1호
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• pp.78-86
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• 1991

내부에 삼각형 핀을 갖는 회전형 히트파이프의 작동유체로 물-에탈올 2성분 유체를 사용하였을때 Nusselt의 막응축이론을 기초로 하여 핀 및 그루브의 전열특성을 유한요소법에 의한 수치해석을 하였으며 또한 실험을 행하여 비교하였다. 히트파이프의 회전수가 증가할수록, 내부 증기압이 높을수록 전열량은 완만하게 증가하지만 에탄올 농도가 커 질수록 전열량은 감소하였다. 그리고 순수 에탄올만을 작동유체로 하는 경우는 증류수만을 작동유체로 하는 경우의 전열량의 $0.75{\sim}0.85$정도로 나타났다. 또한 에탄올 농도가 0. 2전후에서 전열효과 및 작동온도 범위 등이 가장 유리하게 나타났다.

• 설비공학논문집
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• 제5권2호
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• pp.122-129
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• 1993

The heat transfer characteristics of the rotating heat pipe with a disc evaporator and a grooved condenser have been investigated by measuring temperature distributions of wall and vapor for various thermal inputs and revolutions per minute. The results showed that the heat transfer coefficients of all types are increased with thermal input and revolutions per minute. The heat transfer coefficient of evaporator with groove (pitch=2.5mm depth=1.5mm) is 25.8% higher than that of evaporator without groove at 500RPM, 150W.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.1572-1581
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• 1994

Heat transfer characteristics in a rotating heat pipe with evaporator of the rotating disc and the condenser of the screwed groove is investigated by numerical method for various dimensionless film thicknesses, Re, C_{p}{\Delta}T/h_{fg}$, rotational speed and working fluids. The temperature difference between evaporator wall and vapor increases a little, but the temperature difference between condenser wall and vapor decreases rapidly as Re increases. As the dimensionless film thickness decreases, the temperature difference of evaporator and condenser decreases. As the rotational speed increases, the temperature difference between evaporator wall and vapor increases but the temperature difference between condenser wall and vapor decreases. The Nusselt number can be shown as a function of dimensionless film thickness and Re, that is $Nu=0.963\cdot(\delta^{-1}(\omega/\vpsilon)^{-1/2}{\cdot}Re^{0.5025})$.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.7-12
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• 2000

The purpose of this study is to develop heat transfer analysis program of heat pipe elements and design a revolving heat pipe exchanger by the performance experiment of hot air production by means of middle-temperature waste heat. Experimental variables are the revolution per minute, normal velocity of inlet air and the temperature of waste heat. The revolving heat exchanger has designed as $2^{\circ}$ in inclination angle of heat pipe bundle and as 20% in working fluid quantity and as water in working fluid. Experimental value of the total heat transfer coefficient was $20w/m^2-^{\circ}C$

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.189-196
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• 2000

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.129.1-129.1
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• 2011

최근 급격한 경제성장과 고도 산업사회로의 전환에 따라 에너지 수요가 크게 증가하고 있다. 이에 따라 석유, 가스 등 화석에너지의 소비량과 온실가스 배출량이 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 화석에너지의 소비와 온실가스 배출을 저감시키기 위해 친환경적인 에너지를 이용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 노력 중 하나가 바로 태양열에너지를 이용하는 방법이다. 태양열에너지는 자원 고갈의 우려가 없고, 에너지의 이용 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 에너지 밀도가 낮고 에너지의 공급이 기상조건에 따라 큰 영향을 받으므로 태양열에너지를 이용하기 위해서는 효율적인 집열시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우수한 열적특성을 가진 탄소나노유체를 히트파이프 작동유체에 적용하여, 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 탄소나노유체의 열전도도 및 점도특성을 비교분석하였다. 나노유체는 에탄올에 산화 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 혼합하고, 초음파 분산하여 제조하였다. 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도와 점도는 저온($10^{\circ}C$), 상온($25^{\circ}C$), 고온($70^{\circ}C$)에서 측정하여 비교분석하였으며, 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하였다. 실험 결과 0.1 vol%의 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도는 기본 유체 대비 33.72%($10^{\circ}C$), 33.14%($25^{\circ}C$), 32.26%($70^{\circ}C$)가 향상되었으며, 점도 또한 기본유체보다 크게 증가하지 않아 히트파이프 작동유체로서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 태양열 집열기 히트파이프의 효율 향상을 위한 기초자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.