• 대한기계학회논문집
• /
• 제9권1호
• /
• pp.71-80
• /
• 1985

본 연구에서는 이중관 열교환기의 내관의 바깥 벽면에 반지 형태의 원형돌기 를 부착하여 굵기와 피치를 변화시키면서 압력손실과 열전달계수의 변화를 실험적으로 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제33권10호
• /
• pp.1108-1118
• /
• 2009

A Very High Temperature Gas Cooled Reactor (VHTR) has been selected as a high energy heat source of the order of $950^{\circ}C$ for nuclear hydrogen generation, which can produce hydrogen from water or natural gas. A primary hot gas duct (HGD) as a coaxial double-tube type cross vessel is a key component connecting a reactor pressure vessel and an intermediate heat exchanger in the VHTR. In this study, a structural sizing methodology for the primary HGD of the VHTR is suggested in order to modulate a flow-induced vibration (FIV). And as an example, a structural sizing of the horizontal HGD with a coaxial double-tube structure was carried out using the suggested method. These activities include a decision of the geometric dimensions, a selection of the material, and an evaluation of the strength of the coaxial double-tube type cross vessel components. Also in order to compare the FIV characteristics of the proposed design cases, a fluid-structure interaction (FSI) analysis was carried out using the ADINA code.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제29권9호
• /
• pp.1032-1041
• /
• 2005

This study is performed to investigate the heat transfer characteristics of heat exchanger according to the arrangement of fins as well as fin configuration by using the four times enlarged model. Friction factor, Colburn j factor and goodness factors are compared to each other to estimate performance of each case for 4 different kinds of fins, which are plain, single side slit, double side slit and louver fin. Results show that heat transfer would be altered by fin arrangement and that friction loss is more affected by fin configurations than by the fin arrangements. In particular, heat transfer depends more on the shape of front row than that of rear row. The heat transfer rate of combined fin arrangement increases a lot more under the same pressure drop than that of conventional fin arrangement. This indicates that the heat exchanger of higher efficiency would be designed by the proper combination of fins, of different shapes.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.4658-4664
• /
• 2013

본 논문은 심층수 이용 열교환기 개발을 위해 열교환기의 구성 재질로서 티타늄, 알루미늄, 스테인리스, 철, 구리와 알루미늄의 전착코팅 관 등을 이용한 이중관 열교환 실험 장치를 구성하여 열교환 성능을 실험하였다. 기존 심층수 이용 열교환기는 대부분 티타늄 금속으로 이루어져 있다. 티타늄의 재질은 해양 심층수에 적합하나 고가의 금속이다. 티타늄 금속을 대체할 금속으로 알루미늄, 스테인리스, 철, 구리와 알루미늄 전착코팅 관 등을 고려하여 시험하였다. 또한 EES 프로그램을 사용하여 각 관들의 열전달률을 해석하고 이중관 열교환 실험결과와 비교 분석하였다. 열교환시의 성능에 대한 해석값과 실험값을 비교해 보았을 때 10% 내외의 오차범위 내에서 잘 일치하였다. 또한 티타늄 대비 구리관이 가장 좋은 결과치를 보였고 알루미늄 전착코팅 관은 다소 낮은 열전달 수치를 보여 주었으나, 전착처리된 코팅관의 내부식성이 우수한 것을 고려한다면 티타늄 대체가능성이 충분하다고 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권11호
• /
• pp.5377-5384
• /
• 2013

본 논문은 심층수용 열교환기 재질로 티타늄, 알루미늄, 스테인리스, 구리와 알루미늄을 코팅하여 재질의 특성 및 부식이 미치는 영향을 조사하기 위하여 이중관 열교환 실험장치를 활용하였다. 열교환기 재질은 티타늄, 스테인레스, 구리, 알루미늄, 카본 코팅된 알루미늄 등 6종이 비부식관과 부식관에 대하여 해석과 실험이 수행되었다. 해석은 EES 프로그램을 사용하였다. 부식의 영향을 살펴보기 위하여 부식 제조장치를 제작하고, 3.5%의 염수를 $70^{\circ}C$의 온도로 약 6주간 담가서 가속부식을 실시하였다. 부식된 관으로 이중관 열교환기의 성능실험을 실시하여 비부식관과 비교하였다. 실험결과로부터 티타늄을 대체용으로 알루미늄 코팅관(카본 블랙 $150{\mu}m$)의 가능성을 확인하였다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.19-25
• /
• 2008

This paper deals with the heat transfer and pressure drop characteristics of R-290 (Propane), R-600a (Iso-butane) and R-1270 (Propylene) as an environment friendly refrigerant and R-22 as a HCFC's refrigerant for condensing. The test section is a horizontal double pipe heat exchanger. Condensing heat transfer and pressure drop measurements were Peformed for 12.70 mm micro-fin tube and compared with the results in smooth tube. The local condensing heat transfer coefficients of hydrocarbon refrigerants were superior to those of R-22 and the maximum increasing rate of heat transfer coefficient was found in R-600a. The average condensing heat transfer coefficients in hydrocarbon refrigerants showed 20 to 28% higher values than those of R-22. Hydrocarbon refrigerants have a higher pressure drop than that of R-22 with respect to refrigerant qualify and mass flux. Also, the condensing heat transfer coefficient and pressure drop of working fluids in smooth and micro-fin tube were compared. The heat transfer enhancement factor (EF) between smooth and micro-fin tube varied from 2.2 to 2.6 in all experimental conditions.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2010

The aim of this study is to verify the performance of water-to-air multi-heat pump system with a vertical U-tube GLHX(U-tube system) and a double tube GLHX(double tube system), which were installed in a school building located in Asan. For analyzing the performance of the GSHP system, we monitored various operating da~ including the water temperature of inlet and outlet of the ground heat exchanger, mass flow rate, and power consumption. Daily average COP of the single U-tube system and the double tube system were 4.5 and 4.2 at cooling mode and were 3.5 and 3.8 at heating mode. As a result, We know that performance of water-to-air multi-heat pump unit is reliable at actual condition operated in a part load conditions for all day.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
• /
• pp.111-115
• /
• 2006

To clarify the hydraulic and thermal characteristics of ice slurry which made from 6.5% ethylene glycol-water solution flow in the double tube and plate type heat exchanger, experimental studies were performed. The mass flux and Ice fraction of ice slurry were varied from 800 to $3,500 kg/m^2s$(or 7 to 17 kg/min) and from 0 to 25%, respectively. During the experiment, it was found that the measured pressure drop and heat transfer rate increase with the mass flux and ice fraction; however the effect of ice fraction appears not to be significant at high mass flux region. At the region of low mass flux, a sharp increase in the pressure drop and heat transfer rate were observed depends on mass flux.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권9호
• /
• pp.227-232
• /
• 2019

심층수와 표층수의 온도 차이를 이용하는 히트펌프 시스템이나 해수열원 발전시스템(OTEC)의 열교환기는 해수의 염분에 의하여 발생하는 열교환기의 표면 위에서의 부식 현상에 의하여 열전달 성능이 저하된다. 본 연구는 이중관식 열교환기 실험을 통하여 부식시간에 따른 열전달저하를 실험하고 분석한 내용을 제시한다. 이러한 연구는 고가의 티타늄 열교환기를 대체하기 위하여 알루미늄에 전착 코팅을 하여 제작된 코팅 관을 통해 수행되었다. 코팅 두께 10, 15, $20{\mu}m$의 알루미늄 관 및 티타늄 관을 각각 6주, 12주, 18주씩 가속 부식시킨 후에 이중관 열교환기 실험을 통하여 코팅 두께 및 부식 시간에 따른 열전달의 변화를 측정하고 분석하였다. 코팅이 얇을수록 더 빠르게 블리스터 현상이 발생하였다. $15{\mu}m$의 코팅 관의 경우 12주 부식까지는 좋은 열전달 성능을 보였으나, 18주 부식의 경우에서 열전달 성능의 감소를 보였다. 연구결과로부터 본 실험 조건에서는 $20{\mu}m$의 두께로 코팅된 알루미늄관이 티타늄을 대체할 수 있는 열전달 성능을 가질 수 있음을 확인하였다. 또한, 부식 시간에 따른 부식 열저항의 증가에 대한 고찰을 통하여 향후 부식 열저항 모델 개발의 방법론을 제시하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
• /
• pp.616-621
• /
• 2003

Fluid-elastic instability is believed to be a cause of the large-amplitude vibration and resulting rapid wear of heat exchanger tubes when the flow velocity exceeds a critical value. For sub-critical flow velocities, the random turbulence excitation is the main mechanism to be considered in predicting the long-term wear of steam generator tubes. Since flow-induced interactions of the tubes with tube supports in the sub-critical flow velocity can cause a localized tube wear, tube movement in the clearance between the tube and tube support as well as the normal contact force on the tubes by fluid should be maintained as low as possible. A simplified method is used for predicting fretting-wear damage of the double $90^{\circ}$U-bend tubes. The approach employed is based on the straight single-span tube analytical model proposed by Connors, the linear structural dynamic theory of Appendix N-1300 to ASME Section III and the Archard's equation for adhesive wear. Results from the presented method show a similar trend compared with the field data. This method can be utilized to predict the fretting-wear of the double $90^{\circ}$U-bend tubes in steam generators.