• 한국항공우주학회지
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• 제36권11호
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• pp.1087-1093
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• 2008

고성능 로켓엔진용 연소기에서 열적 건전성을 확보하기 위해 적용되는 재생냉각 채널은 채널의 분기/병합, 방향 전환과 같이 복잡한 유동구조를 포함한다. 냉각유로에서 발생하는 압력 손실을 마찰과 국소유동저항으로 나눠, 각각의 유동조건에 따라 경험적으로 제시된 문헌상의 계수를 적용함으로써, 재생냉각유로 설계에 효과적으로 적용할 수 있도록 수력학적 자료를 구하였다. 해석의 타당성을 검증하기 위하여 실물형 연소기의 냉각유로 설계안에 적용하였다. 먼저, 물을 사용하였을 때 모사시제를 사용한 수류시험 결과와 비교하였다. 정량적으로 타당한 결과를 얻은 것으로 확인되어, 실유체인 케로신을 사용한 수력해석을 수행하여 CFD 결과와 비교하여 수력해석 방법의 타당성을 확인할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.21-29
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• 2012

A dual loop waste heat recovery system with Rankine steam cycles for the improvement of fuel efficiency of gasoline vehicles has been investigated. A high temperature loop (HT loop) only recovers the heat of the exhaust gas. A low temperature loop (LT loop) recovers the residual heat from the HT loop, the coolant heat and the remaining exhaust gas heat. The two separate loops are coupled with a heat exchanger. This paper has dealt with a layout of the dual loop system, the review of the working fluids, and the design of the cycle. The design point and the target heat recovery of the HT boiler, a core part of a HT loop, have been presented. The prototype of the HT boiler was evaluated by experiment. For the performance evaluation of the HT boiler, inlet temperature of the HT boiler working fluid was set equal to the temperature degree of sub-cool of $5^{\circ}C$ at the condensing pressure. The exit condition was the degree of super-heat set at $5^{\circ}C$. The characteristics of the HT boiler such as heat recovery and pressure drops of fluids were evaluated with varying flow rates and inlet temperatures of exhaust gas under various evaporating pressure conditions.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.291-298
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• 2010

본 논문은 자동차 디젤엔진의 EGR 시스템에 사용되는 EGR 냉각기의 열교환 효율에 관한 것으로 배기가스의 냉각수 사이의 열교환을 촉진시키기 위한 방법으로 딤플형 EGR 냉각기를 설계 및 그 성능을 평가하였다. 개발초기 단계에서 딤플형 EGR 냉각기의 성능을 평가하기 위하여 기존 스파이럴 타입의 EGR 냉각기와 딤플형 EGR 냉각기의 전열면적을 비교하였으며, 균질화 기법을 이용한 유한요소해석을 통하여 딤플형 EGR 냉각기의 구조 건전성을 평가하였다. 또한, 딤플형 열교환 튜브의 생산공정-딤플성형, edge bending, center v-notch bending, 압착, 플라즈마 용접-을 체계화하였다. 최종적으로 본 연구를 통하여 딤플형 EGR 냉각기를 개발하였으며, 그 성능을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.71-79
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• 2010

극초음속 비행체의 속도증가와 엔진효율의 향상으로 비행체와 엔진의 열적부하가 증가하게 되었다. 극초음속 영역에서 공기흐름의 온도는 매우 높기 때문에 공냉방식을 이용한 냉각이 불가능하므로, 비행체 연료를 주 냉각제로써 이용하는 것은 필수적이다. 흡열연료(Endothermic fuels)는 열분해 또는 촉매분해와 같은 흡열반응(Endothermic reaction)을 통해 열을 흡수하는 액체 탄화수소 비행체 연료이다. 흡열반응은 촉매를 이용하여 전환율과 생성물 분포를 변화시킴으로써 개선될 수 있다. 고온의 액체 탄화수소는 코킹 생성을 유발하여 열교환기의 효율을 저하시키고 촉매 비활성을 촉진시킬 수 있기 때문에, 흡열연료의 흡열능력은 코킹생성(Coke formation)이 발생하기 전까지의 온도로 제한한다. 본 연구 에서는 흡열연료를 적용한 주요 냉각기술동향과 흡열연료의 특성이 기술되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권6호
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• pp.785-796
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• 2009

A KALIMER-600 concept which is a type of sodium-cooled fast reactor, has been developed at KAERI. It uses sodium as a primary coolant and is a pool-type reactor to enhance safety. Also, a supercritical carbon dioxide ($CO_2$) Brayton cycle is considered as an alternative to an energy conversion system to eliminate the sodium water reaction and to improve efficiency. In this study, a simplified model for analyzing the thermodynamic performance of the KALIMER-600 coupled with a supercritical $CO_2$ Brayton cycle was developed. To develop the analysis model, a commercial modular modeling system (MMS) was adopted as a base engine, which was developed by nHance Technology in USA. It has a convenient graphical user interface and many component modules to model the plant. A new user library for thermodynamic properties of sodium and supercritical $CO_2$ was developed and attached to the MMS. In addition, some component modules in the MMS were modified to be appropriate for analysis of the KALIMER-600 coupled with the supercritical $CO_2$ cycle. Then, a simplified performance analysis code was developed by modeling the KALIMER-600 plant with the modified MMS. After evaluating the developed code with each component data and a steady state of the plant, a simple power reduction and recovery event was evaluated. The results showed an achievable capability for a performance analysis code. The developed code will be used to develop the operational strategy and some control logics for the operation of the KALIMER-600 with a supercritical $CO_2$ Brayton cycle after further studies of analyzing various operational events.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.94-103
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• 2016

액체로켓엔진에서의 재생냉각 채널은 높은 온도의 연소가스로부터 연소실 내벽을 효율적으로 냉각하기 위해 사용되며, 냉각채널 설계를 위해서는 열전달 특성과 압력손실 특성을 미리 예측하여야 한다. 본 연구에서는 서로 다른 형상을 갖는 5개의 냉각채널을 설계하고, 커터와 엔드밀로 채널을 제작하였다. 채널을 흐르는 유속과 후단 압력조건을 달리하여 가공방법, 채널 형상, 유동조건에 따른 압력손실을 실험적으로 측정하여 해석결과와 비교를 수행하였다. 동일 형상 및 유동조건에서 커터로 가공된 채널이 엔드밀로 가공된 채널보다 압력손실이 적었다. 또한 채널 형상, 유동조건에 따라 실험결과와 해석결과의 압력손실 비가 달라짐을 확인할 수 있었다.

• 수산해양교육연구
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• 제5권1호
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• pp.31-44
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• 1993

Through the early 1900's, the evolution of the surface condenser was closely tied to the development of steam engine and the turbine. As the chemical and petroleum industries evolved in the 1900's, the use of surface condensers in many different processes. Today, industry uses condensers in many shapes and sizes. The actual condensation process occurs on the outside surface of tubes. The nature of this surface geometry affects the condenser's heat transfer performance. The first condensers were built with plain tubes. As tube manufacturing techniques advanced, manufacturers started making tubes with integral fins. In the 1940's, fin densities were limited to about 600 to 700 fins per meter(fpm) because of manufacturing procedure. Today new manufacturing techniques allow production of tubes with fin densities ranging from 750 to 1600 fpm. The integral-fin tubes investigated in this paper are nominally 19 mm diameter. Eight tubes have been used with trapezodially shaped integral-fins having fin density from 748 to 1654 fpm and 10, 30 grooves. For comparison, tests are made using a plain tube having the same inside diameter and an outside diameter equal to that at the root of the fins for the finned tubes. Betty and Katz's theoretical modelis is used to predict the R-11 condensation coefficient on horizontal integral-fin tubes having 748, 1024 and 1299 fpm. Experiments are carried out using R-11 as working fluid. The refrigerant condensates at a saturation state of $30^{\circ}C$ on the outside tube surface cooled by coolant. The amount of noncondensable gases present in the test loop is reduced to a negligible value by repeated purging. For a given heat input to the boiler and given cooling water flow rate, all test data are taken at steady state. The observed heat transfer enhancement for the finned and grooved tubes significantly exceeded that to be expected on grounds of increased area. For the eight fin tubes and one plain tube tested, the best performance has been obtained with a tube having a fin density of 1299 fpm, and a fin bight of 1.2mm and 30 grooves.