• 대한기계학회논문집B
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• 제32권10호
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• pp.769-775
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• 2008

In this study, the investigations on the dimpled type Exhaust Gas Recirculation (EGR) cooler have been focused on the high heat exchanger efficiency. To overcome low heat exchanger efficiency of general EGR cooler, the dimpled type EGR cooler was developed. It was ensured the improvement of the performance of the dimpled type EGR cooler related to the heat exchange based on a series of the experiment. These results were caused by the increase of thermal surface area in accordance with the dimple's one. The estimation model of the heat exchanger efficiency using the Effectiveness-NTU method was also developed in order to verify the validity of experimental result. Also, the program for the estimation of the heat exchanger efficiency on the EGR cooler with regard to the dimpled tube shape was developed. Resultantly, it was confirmed that the dimpled type EGR cooler could be served better performance than the conventional one in view of the heat exchanger efficiency.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권4호
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• pp.9-18
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• 2011

This study assessed the performance of a compact heat exchanger with staggered tube banks for recuperation of high temperature exhaust thermal energy for SOFC fuel cell system. The compact heat exchanger in this study is two pass system which consists of $315{\times}202.5{\times}48.5mm^3$ and 132 tubes of $6.0mm{\Phi}$ for each heat exchanger. From experiments of the 2 pass heat exchanger system, air temperature was increased from $60{\sim}85^{\circ}C$ to $402{\sim}482^{\circ}C$ while gas temperature was decreased from $600^{\circ}C$ to $305{\sim}402^{\circ}C$ according to mass flow rates of 3.9~7.8 g/s. The experimental heat transfer rates of the heat exchanger were compared with CFD numerical solutions with the conventional ${\xi}-NTU$ method. From the comparisons, the following conclusions were obtained. For the heat exchanger system, the relative errors of heat transfer rate by CFD solution were from 7.1 to 27%, and those by ${\xi}-NTU$ method were from 0.6% to 21% compared with experimental data. From the comparisons, it can be said that both of CFD and ${\xi}-NTU$ method almost simulated to experimental data except specific conditions. Pressure drops through air tubes and gas passages were calculated with both of the CFD computation and head loss equations. The differences between them were from 14 to 22%.

• 공업화학
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• 제30권5호
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• pp.523-529
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• 2019

본 연구에서는 최근 반도체 및 display 산업이 발달함에 따라 문제가 되고 있는 휘발성 유기화합물의 전처리에 관해 조사하였다. 일반적인 VOCs 처리 설비인 직접연소장치에 사용되는 농축기는 display 제조 공정 내 배출가스에 의해 쉽게 오염되어 성능저하를 일으키며 결과적으로 VOCs의 처리 효율을 떨어뜨린다. 배출가스 성분 분석 결과 고비점, 고점도, 고분자량의 Alcohol류 및 Oil 성분이 다량 검출되었다. 이에 전처리 설비 내 열교환기를 이용하여 농축기 성능저하 물질을 응축시켜 처리하고자 하였고, 대부분의 물질을 90% 이상 처리하였다. 또한 열교환기에서 재 비산되는 고분자 Oil 등은 후처리 설비로 Grease Filter를 장착하여 대부분 처리할 수 있는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권1호
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• pp.23-28
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• 2015

본 논문은 GHP 에 사용되고 있는 이중 쉘-튜브형 배기가스 열교환기의 설계 변수의 변화에 따라 열전달 및 마찰특성 변화를 알아보기 위해 CFD 와 RSM 을 이용하여 최적화를 수행하였다. CFD 해석은 복잡한 형상의 열교환기 해석에 유용한 도구이나, 해석결과를 얻기까지 많은 시간이 소요된다. 이러한 해석시간을 줄이고, 유용한 결과를 얻기 위해 RSM 과 병행하여 최적화 설계를 진행하였다. 시뮬레이션 결과를 이용한 RSM 해석결과, 배플 6 개, 튜브 25 개에서 최적화되었으며, 기존 보다 차압 및 열전달 성능이 약 12.2% 개선되었다. 이러한 CFD 와 RSM 을 이용한 최적화 기법은 다양하고 복잡한 형상의 열교환기 해석에 유용함을 확인하였다.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제13권2호
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• pp.83-88
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• 2005

This study investigates the air leakage and heat transfer characteristics of a commercially available rotary-type air-to-air heat exchanger with a fiber polyester matrix. Crossover leakage between the exhaust and supply air is measured using a tracer gas method for various ventilation rates and rotational speeds of the wheel. A correlation equation for the leakage is obtained by summing up pressure leakage and carryover leakage. The pressure leakage is observed to be a function of ventilation rate only, and the carryover leakage is found to be a linear function of wheel speed. The real efficiency of the heat exchanger can be obtained from its apparent efficiency by taking into account the leakage ratio. The heat recovery efficiency decreases, as the ventilation rate increases. As the wheel speed increases, however, the efficiency increases initially but reaches a constant value for the speeds over 10rpm.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.608-614
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• 2015

Nitrogen oxide(NOx) emission reductions are required to meet the strict emission regulations for environmental protection. Most of the Exhaust Gas Recirculation(EGR) system applied to a diesel engine can relatively decrease the NOx at a low cost, but it has a disadvantage in that the PM generation is promoted due to the hot intake air temperature. Thus, high heat exchange efficiency of the EGR cooler is required for an effective removal of NOx. In this study, heat exchange efficiency for various types of heat exchangers used in EGR cooler was measured under same conditions, and determined best heat exchange performance shape depending on type of heat exchanger.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권4호
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• pp.212-222
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• 2000

본 연구는 온실 난방시스템의 연소 체임버에 부착된 연소가스 배출연통에 열회수기를 장착하여 배출가스로부터 열을 회수하는 열회수장치의 성능에 대해 실험·분석하였다. 열회수시스템은 LPG 연소 체임버와 두 개의 열회수기로 구성되어있다. 열회수기-A는 배기가스 연통에 직접 연결되어 있으며 열회수기-B는 열회수기-A에 직렬로 연결되어 있다. 회수되는 열량은 가스의 질량흐름율과 두 측점간의 엔탈피 차이로서 산정하였으며 5가지의 송풍전압별로 각 열회수기의 성능을 검토하였다. 각 열회수기의 공기튜브 다발에 공급된 공기와 튜브 다발에 가로질로 통과하는 연소가스간의 열교환, 열회수기 유·출입부간의 압력감소, 열회수기의 총열회수성능 등으로 온실의 연통을 통해 낭비되는 열을 회수하여 연료 절감 효과를 얻을 수 있는 최적의 열회수장치 설계용 기초자료 확보에 본 연구의 목적이 있다.

• 설비공학논문집
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• 제23권2호
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• pp.120-125
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• 2011

As an effort to secure economically viable heat recovery units, innovative fin shapes for industrial boilers are studied for better performance. In the present study a numerical modeling for the analysis of heat exchanger performance is conducted using a commercial software, ANSYS CFX and the results are compared with the experimental data. Out of several candidate fin shapes curved wavy fin is selected for the present study. Both numerical and experimental data are directly compared for heat transfer rate and pressure drop with the assumed constant surface temperature of $60^{\circ}C$. Exhaust gas is obtained from a test apparatus which supplies variable flow rates. The numerical results show reasonable agreements with the experimental data within 10% in terms of both total heat transfer and pressure loss.

• 설비공학논문집
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• 제21권5호
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• pp.282-290
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• 2009

A ceramic monolith heat exchanger is studied to find the performance of heat transfer and pressure drop by numerical computation and $\xi$-NTU method. The numerical computation was performed throughout the domain including fluid region in exhaust gas-side rectangular ducts, ceramic core and fluid region in air-side rectangular duct with the air and exhaust in cross flow direction. In addition, the heat exchanger was also analyzed to estimate the performance by conventional $\xi$-NTU method with several Nusselt number correlations for flow in rectangular duct from literature. By comparisons of both performances by the numerical computation and the $\xi$-NTU method, the effectiveness by $\xi$-NTU method was closest to the result by numerical computation within a relative error of 2.14% when Stephan's Nusselt number correlation was adopted to the $\xi$-NTU method among the several correlations.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.157-164
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• 2016

본 연구에서는 SI 공정 시스템에서 헬륨 가열 장치에 대한 설계와 건조 데이터 확보를 위한 파이롯 규모의 헬륨 가열 장치 시스템에 대한 예비 설계 및 해석을 수행하였다. 헬륨 가열기는 LPG연소로를 활용하도록 설계하였고, 열유동 해석을 수행한 결과, 열교환기 출구측에서 LPG 연소가스의 유속이 약 40 m/s가 되었다. 최대온도는 6개의 베플이 설치된 경우가 4개의 베플이 설치된 경우보다 높게 나타나며, 이는 6개의 베플일 때 연소가스에서 헬륨가스로의 열전달이 좋아질 것임을 의미한다. 더불어, 베플수가 많아지면 LPG 연소가스의 유량을 감소시킬 수 있어 연료비용을 저감할 수도 있음을 의미한다. 다만, 베플수를 무한정 증가시키면 입출구의 압력차가 증가되기 때문에 최적의 베플수 선정이 중요하다. 열유동 해석에 이어 수행한 구조해석에서는 헬륨의 유량을 3.729 mol/s, 출구 온도를 $910^{\circ}C$로 유지할 경우 관의 양 끝단에서 지지하는 경우 중간부분의 팽창률이 3.86 mm임을 확인하였다. LPG 연소로 헬륨 가열시스템에서 shell & tube type의 열교환기를 적용하여 $135^{\circ}C$의 헬륨이 $910^{\circ}C$로 가열하여 유출하기 위해서 약 $1300^{\circ}C$의 연소가스 온도 및 52 g/s의 연소가스 유량이 확보되어야 함을 확인하였다.