• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.307-313
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• 2010

본 논문에서는 지역난방에 사용되는 이형관인 벤드(bend)의 형상설계에 대한 연구를 수행하였다. 지역난방관은 강관(내부)과 폴리우레탄 보온재(중앙부) 그리고 고밀도폴리에틸렌 외관(외부)의 3개의 중공관으로 구성되며 일반적으로 $10{\sim}120^{\circ}C$ 온도범위의 물이 $16kgf/cm^2$의 내압을 가지면서 수송된다. 이에 따라 작동 중 발생하는 반복적인 열적-기계적 하중을 지탱할 수 있어야 한다. 보통 지역난방관의 벤드부에는 폼패드라고 부르는 신축흡수재가 덧씌워지는데 이 폼패드의 노후에 따른 문제가 종종 발생한다. 본 논문에서는 벤드부에서의 폼패드 노후 문제를 경감시키기 위한 대안으로 폼패드를 없앤 이중보온관의 형상 설계를 제안하였다. 제안된 설계는 벤드부 강관에 전단고리(shear ring)를 적용하는 방법으로 이때 전단고리의 최적치수는 다구찌 방법과 유한요소법을 적용하여 접근하였다. 그 결과로 전단고리의 두께와 높이, 개수 순으로 최적화 효과가 있음을 확언하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권6호
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• pp.82-91
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• 2021

We compared the heat transfer characteristics of the parallel and the counterflow flow in the concentric double tube of the Al₂O₃/water nanofluids using numerical methods. The high- and low-temperature fluids flow through the inner circular tube and the annular tube, respectively. The heat transfer characteristics according to the flow direction were compared by changing the volume flow rate and the volume concentration of the nanoparticles. The results showed that the heat transfer rate and overall heat transfer coefficient improved compared to those of basic fluid with increasing the volume and flow rate of nanoparticles. When the inflow rate was small, the heat transfer performance of the counterflow was about 22% better than the parallel flow. As the inflow rate was increased, the parallel flow and the counterflow had similar heat transfer rates. In addition, the effectiveness of the counterflow increased from 10% to 22% rather than the parallel flow. However, we verified that the increment in the friction factor of the counterflow is not large compared to the increment in the heat transfer rate.