• 한국안전학회지
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• 제13권3호
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• pp.51-59
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• 1998

The vortex tube is a simple device for separating a compressed fluid stream into two flows of high and low temperature without any chemical reactions. Recently, vortex tube is widely used to local cooler of industrial equipments and air conditioner for special purpose. The phenomena of energy separation through the vortex tube were investigated to see the effects of cold flow inlet-outlet ratios and partial admission rates on the energy separation experimentally. The experiment was carried out with various cold flow inlet-outlet ratios from 0.28 to 10.56 and partial admission rates from 0.176 to 0.956 by varying input pressure and cold air flow ratio. To find best use in a given cold flow inlet-outlet ratio and partial admission rate, the maximum temperature difference of cold air was presented. The experimental results were indicated that there are an optimum range of cold flow inlet-outlet ratio for each partial admission rate and available partial admission rate.

• Tribology and Lubricants
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• 제32권5호
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• pp.166-171
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• 2016

Electric vehicle ownership is expanding for two reasons: its technology features have enhanced fuel economy, and the number of vehicle emissions regulations is increasing. Battery performance has a large influence on the capability of electric vehicles, and even though battery thermal management has been actively researched, specific technological improvements to battery performance are not being presented. For instance, many industrial applications utilize vortex tubes as components for refrigeration machines because of their numerous intrinsic benefits. If electric vehicles incorporate vortex tubes for battery cooling, performance and efficiency advancements are possible. This study uses a counter-flow vortex tube to investigate its temperature separation characteristics, based on the back pressure of the cold air exit and the difference between the inlet and back pressures. The experiment uses a vortex tube with the following parameters: six nozzle holes, a 20 mm inner vortex diameter (D), a 14D tube length, a 0.7D cold exit orifice diameter, and a nozzle area ratio of 0.142. The measurements prove that the temperature difference between the hot air and cold air decreased because of the flow resistance of the hot air and the backflow phenomenon at the cold air exit. The flow resistance causes the temperature difference to decrease, and the back pressure of the cold air exit influences the flow resistance. The results show that the back pressure significantly influences the efficiency of temperature separation.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권1호
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• pp.154-167
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• 2019

기후변화에 따른 각종 환경문제가 발생하는 가운데, 도시에서는 폭염, 열대야와 같은 도시 열환경 문제가 심각해지고 있다. 한국은 찬공기 생성에 유리한 산림지역이 국토면적의 약 63%을 차지하고 있으며, 주요 산줄기인 정맥은 도시지역과 밀접하게 위치해 있기 때문에 찬공기를 활용하는 것은 도시 열환경 완화에 매우 효과적인 방안이 될 수 있다. 본 연구에서는 낙남정맥을 대상으로 정맥에 위치한 도시들의 바람길 활용 방안을 마련하기 위해 정맥의 찬공기 특성을 알아보고, 이를 바탕으로 낙남정맥의 찬공기 관리방안을 제안하였다. 또한, 낙남정맥에 위치한 진주시와 산청군을 대상으로 상세분석을 수행하여, 정맥에서 생성된 찬공기 흐름이 인근 도시 지역에 미치는 영향을 분석하고 이를 바탕으로 도시지역에서 찬공기를 활용하기 위한 관리방안을 제시하였다. 찬공기 특성 분석을 위해 독일에서 개발된 모형인 KALM(Kaltluftabflussmodell)을 활용하였으며, 야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 파악하였다. 분석 결과, 시간이 경과함에 따라 정맥에서 생성된 찬공기 흐름이 뚜렷해지고, 찬공기층의 높이는 증가하였다. 찬공기 분석 결과를 바탕으로, 찬공기 흐름을 유지 및 확대할 수 있는 관리방안을 제안하였다. 예를 들어, 찬공기 생성이 활발한 산림지역 일대를 '찬공기 보전지역'으로 지정하고, 원활한 찬공기 흐름을 위해 관리가 필요한 지역을 '찬공기 관리지역'으로 지정하여 전략을 제시하였다. 본 연구의 결과는 낙남정맥에 위치한 도시지역의 쾌적한 열환경 조성을 위한 바람길 활용방안의 일환으로 낙남정맥의 체계적인 관리계획을 수립하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 설비공학논문집
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• 제7권3호
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• pp.382-395
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• 1995

A numerical study has been performed on flow characteristics in a domestic refrigerator whose size is $540mm{\times}1,530mm{\times}680mm$, considering existence of a fan and evaporator. The flow field has been simulated with the low Reynolds number $k-\bar{\varepsilon}$ turbulent model and SIMPLE algorithm based on the finite volume method. The region of fan which makes driving force for cold air distribution was modeled as a region in which momentum sources are generated uniformly. The concept of the distributed pressure resistance was applied to describe the momentum loss from evaporator. The result showed that the rate of cold air distribution into freezing room and cold storage room was almost 7 : 3.

• 한국안전학회지
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• 제13권4호
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• pp.9-18
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• 1998

The vortex tube is a simple device for separating a compressed gaseous fluid stream into two flows of high and low temperature without any chemical reactions. Recently, vortex tube is widely used to local cooler of industrial equipments and air supply system. The phenomena of energy separation through the vortex tube was investigated experimentally. This study is focused on the effect of the diameter of cold end orifice diameter on the energy separation. The experiment was carried out with various cold end orifice diameter ratio from 0.22 to 0.78 for different input pressure and cold air flow ratio. The experimental results were indicated that there are an optimum diameter of cold end orifice for the best cooling performance. The maximum cold air temperature difference was appeared when the diameter ratio of the cold end orifice was 0.5. The maximum cooling capacity was obtained when the diameter ratio of the cold end orifice was 0.6 and cold air flow ratio was 0.7.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권2호
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• pp.68-76
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• 2018

A vortex tube is a simple energy separating device that splits a compressed air stream into a cold and hot stream without any external energy supply or chemical reactions. The efforts of many researchers and designers have been focused on improvement of vortex tube efficiency by changing the parameters affecting vortex tube operation. The effective parameters are nozzle specifications and inflow pressure conditions. Effects of different nozzle cross-sectional area and number of nozzles are evaluated by computational fluid dynamics (CFD) analysis. In this study, CFD analysis of 3-D steady state and turbulent flow through a vortex tube was performed. We investigated the cold air mass flow rate, the cold air temperature, and the cold air heat transfer rate behavior of a vortex tube by utilizing seven straight nozzles and four inflow pressure conditions.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-6
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• 2003

Engine emission regulations are becoming more stringent nowadays. In cold transient regime, about 80% THC is exhausted to the atmosphere in the first 200s (US FTP cycles). Accordingly, reducing emission levels in the cold period immediately after the engine start before the catalysts reach their working temperature will be an especially critical factor in meeting more stringent regulations in the future. In this study, the total hydrocarbon quantities are measured using a Fast FID with gasoline fuel for a 4-cylinde. Sl engine, including Secondary Air Injection (SAI) system. Commercial SAI device's direction is reverse to the exhaust flow. In this study, a swirl flow type SAI system which is positioned between the exhaust manifold and exhaust port, was developed. We compared the swirl type secondary air injection with a commercial secondary air injection of .everse flow. The swirl type SAI showed better results in reducing HC by 26% than the commercial flow type SAI of reverse flow which was caused by the better mixing between the exhaust gas and the secondary air.

• 한국지리정보학회지
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• 제25권2호
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• pp.30-47
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• 2022

본 연구는 경상남도 창원시 도시지역을 대상으로 공간유형에 따른 찬공기 유동 특성을 분석하였다. 공간유형은 창원시 도시생태현황지도의 토지이용현황도와 건물 정보, 지형 특성을 활용하여 군집분석을 통해 분류하였다. 찬공기 유동은 KLAM_21 모델링을 활용하여 시간의 경과에 따른 찬공기 양과 풍속으로 분석하였다. 그 결과, 공간유형은 건물의 밀집도와 높이, 토지이용 유형, 그리고 지형 특성인 평지, 계곡, 능선, 경사지가 고려되어 총 14개 유형으로 분류되었다. 찬공기 유동은 도시 외곽의 산림지역 계곡부에서 찬공기가 생성되어 도로와 평지를 통해 이동하여 저지대인 창원국가산업단지에 축적되기 시작하고, 이후 도시지역 전반에 찬공기가 확산되는 것으로 나타났다. 건물이 높은 지역은 찬공기의 유동이 많았고, 경사지와 능선부는 찬공기 축적이 적어 유동량이 상대적으로 작았다. 본 연구결과는 건물 밀집도와 토지이용 유형, 지형 형태에 따른 찬공기 유동 특성 파악이 가능하였고, 이는 도시지역의 기후 완화 및 대기질 개선을 위한 도시 바람길 조성의 기초자료로 유용하게 활용될 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권3호
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• pp.366-374
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• 2019

본 연구는 폭염 및 미세먼지 저감을 위한 계획요소인 바람길의 활용 가능성을 논의해보고자, 전주시를 대상으로 바람길의 특성을 분석하고, 바람길 활용을 위한 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 호남정맥에 위치하는 전주지역 일대의 찬공기 흐름 및 찬공기 층 높이 등 찬공기 특성을 분석하였고, 전주시의 주요한 바람길을 특정하였다. 또한, 이를 바탕으로 전주시 일대의 산림관리 및 도시계획 활용방안을 제안하였다. 찬공기 특성 분석을 위해 독일에서 개발된 모형인 KALM(Kaltluftabflussmodell)을 이용하여 야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 파악하였다. 분석 결과, 시간이 경과함에 따라 전주시 외곽 북동쪽 및 동쪽에 위치한 산림에서 생성된 찬공기의 흐름이 뚜렷해지고, 계곡지역과 농경지 일대에서 찬공기층의 높이가 증가하였다. 특히, 전주시의 찬공기 흐름은 북동쪽과 동쪽에서 생성된 찬공기가 전주시 중심 시가지로 유입되어 남쪽으로 흘러나가는 형태를 가지고 있어, 이상적인 바람길의 구조를 보여주는 사례였다. 찬공기 분석 결과를 바탕으로, 찬공기 생성이 활발한 산림지역 일대를 '찬공기 보전지역'으로 지정하고, 원활한 찬공기 흐름을 위해 관리가 필요한 지역을 '찬공기 관리지역'으로 지정하여, 찬공기 흐름을 유지 및 확대할 수 있는 방안을 제안하였다. 본 연구의 결과는 전주시의 기후변화 적응 정책, 바람길숲 조성 사업 등 폭염과 미세먼지 해결을 위한 정책 수립과 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.133-151
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• 2019

본 연구는 찬공기 특성을 유역단위로 분석하고, 유역 내 생성되는 찬공기를 도시 바람길 계획에서 활용하는 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천 탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하였다. 찬공기 특성 분석을 위해 독일에서 개발된 모형인 KALM(Kaltluftabflussmodell)을 활용하였으며, 야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 파악하였다. 중랑천 유역의 주요 바람길이 흐르는 곳에 위치해 있는 의정부시는 남쪽 외곽에서부터 유입된 찬공기가 의정부시 전체 바람길 계획의 중요한 부분을 차지하고 있다. 또한, 서쪽의 사패산 일대에서 생성된 찬공기는 시청 인근의 중심상업지구까지 유입되고 있어 도심의 열환경을 조절하는 주요한 역할을 수행하는 것으로 판단된다. 반면, 의정부시 동쪽지역은 바람길 이용이 원활하지 않는 것으로 파악되었다. 동쪽의 관악산과 서쪽의 청계산 등에서 생성된 찬공기 흐름은 과천시의 북쪽 지역에서 가장 활발하였는데, 이 흐름은 안양천 및 양재천 탄천 유역 전체에서도 주요한 바람길이다. 이에 비해, 찬공기 흐름이 원활하지 않은 남쪽지역에 '과천지식정보타운 공공주택지구' 조성이 계획되어 있어 향후 이 지역의 주거환경이 저하될 가능성이 크다. 향후, 이 지역을 개발할 경우 상세한 바람길 분석을 통한 바람길 활용 계획을 추가적으로 수립할 것을 제안하였다.