• 설비공학논문집
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• 제21권12호
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• pp.715-732
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• 2009

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2008. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) Research trends in thermal and fluid engineering have been surveyed in the categories of general fluid flow, fluid machinery and piping, new and renewable energy, and fire. Well-developed CFD technologies were widely applied in developing facilities and their systems. New research topics include fire, fuel cell, and solar energy. Research was mainly focused on flow distribution and optimization in the fields of fluid machinery and piping. Topics related to the development of fans and compressors had been popular, but were no longer investigated widely. Research papers on micro heat exchangers using nanofluids and micro pumps were also not presented during this period. There were some studies on thermal reliability and performance in the fields of new and renewable energy. Numerical simulations of smoke ventilation and the spread of fire were the main topics in the field of fire. (2) Research works on heat transfer presented in 2008 have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, industrial heat exchangers, and ground heat exchangers. Research on heat transfer characteristics included thermal transport in cryogenic vessels, dish solar collectors, radiative thermal reflectors, variable conductance heat pipes, and flow condensation and evaporation of refrigerants. In the area of industrial heat exchangers, examined are research on micro-channel plate heat exchangers, liquid cooled cold plates, fin-tube heat exchangers, and frost behavior of heat exchanger fins. Measurements on ground thermal conductivity and on the thermal diffusion characteristics of ground heat exchangers were reported. (3) In the field of refrigeration, many studies were presented on simultaneous heating and cooling heat pump systems. Switching between various operation modes and optimizing the refrigerant charge were considered in this research. Studies of heat pump systems using unutilized energy sources such as sewage water and river water were reported. Evaporative cooling was studied both theoretically and experimentally as a potential alternative to the conventional methods. (4) Research papers on building facilities have been reviewed and divided into studies on heat and cold sources, air conditioning and air cleaning, ventilation, automatic control of heat sources with piping systems, and sound reduction in hydraulic turbine dynamo rooms. In particular, considered were efficient and effective uses of energy resulting in reduced environmental pollution and operating costs. (5) In the field of building environments, many studies focused on health and comfort. Ventilation. system performance was considered to be important in improving indoor air conditions. Due to high oil prices, various tests were planned to examine building energy consumption and to cut life cycle costs.

• 생물환경조절학회지
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• 제11권3호
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• pp.101-107
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• 2002

본 연구에서는 온실의 온풍식 난방시스템 연통에 장착할 수 있는 폐열 회수기의 성능을 개선하기 위하여 각각 상이하게 설계된 3개의 열교환 장치에 대해 열회수 성능을 실험적으로 비교 분석하였다. A형 열회수시스템의 경우, 초기 투자비용과 현재의 농용 전력요금 하에서 대체로 1년을 전후하여 투자에 대한 보상이 충분한 것으로 판단된다. B형 및 C형 열회수시스템의 경우, 열 회수용 공기 흐름방향이 180$^{\circ}$굴절로 저항이 크게 발생되어 송풍팬의 전압 증가에 따른 유속 증가가 미미하며 동일한 열 교환면적에서는 송풍팬의 공기저항 증대로 열 회수 성능이 현저히 개선되지는 못했지만, 직선형보다 B형의 경우 약 5%. C형의 경우 약 13%정도 높은 열 회수효율을 보였다. 송풍팬의 용량은 A형에 사용된 용량인 25m$^3$/min전후가 적절할 것으로 판단되며, 적정 송풍팬 용량 하에서 열회수성능은 헤어핀형이 직선형보다 효과적인 것으로 나타났다. 다만, 헤어핀형은 물론 직선형에서도 열교환 파이프의 배치밀도, 파이프 길이 및 두께 등의 변화에 따른 최적화 연구가 수반되어야 할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제25권2호
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• pp.21-28
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• 2016

본 연구는 국내 상업용 대형 가스오븐 시스템 개발을 목표로 연소기의 연소조건에 대한 수치해석 및 실험을 통해 적정 당량비를 결정한 후 공급열량(20,000 kcal)에 적합한 열교환기를 설계하고 대류 팬 제어방법을 검토하여 상업용 대형 가스오븐 시스템 설계 및 최적운전조건을 도출하는 것이다. 실험결과 당량비는 0.82가 가장 적절하였고 오븐 내부 중앙지점의 온도가 $200^{\circ}C$까지 도달하는데 걸리는 시간은 대류 팬의 회전방향이 반시계방향일 때 시계방향 보다 단축되었다. 또한 오븐 내부의 온도를 균일하게 유지하기 위해서는 대류 팬 제동장치가 필요하였다. 오븐 내부의 승온구간과 온도유지구간 동안 배출되는 배기가스의 열량을 통해 시스템 효율을 비교한 결과 전열면적이 큰 열교환기를 설치한 시스템의 효율이 높게 나타났다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.281-286
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• 2001

The radial turbine has been successfully applied to the systems which request relatively small output compared with the axial turbine, and has low manufacturing cost due to it's small size and simple structure. Recently, the researches on the development and the efficiency maximization of the radial turbine are in progress corresponding with the trend toward miniaturization in turbo machinery and the development of small dispersed power generation systems. The radial turbine is to be applied to our turbo refrigerator of which engine speed is 26,000 rpm and turbine efficiency is $88\%$. Also, as a heat exchanger is accepted instead of a combustor in our turbo refrigerator, the design of radial turbine has been performed to be appropriate to the circumstance of low temperature air, not high temperature combustor gas, into the turbine inlet . This radial turbine is being developed in consideration with not only the aero-dynamic performance but also the simplification of manufacturing and integration, and the durability at operating condition. This paper refer to the performance evaluation about the radial turbine design by comparison with consulting from Russia and the our evaluation about various design factors which are considered in aero-dynamic design process.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2064-2069
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• 2008

The Resonance Control Cooling System (RCCS) prototype installed in KAERI site has been designed to control the resonant frequency of the normal conducting drift tube linac (DTL) for the Proton Engineering Frontier Project (PEFP). The RCCS water pumping skid is composed of two channels as a by-passing the cooling water and a plate heat exchanger. The required temperature can be achieved by mixing both channels in order to control its the resonant frequency at 350 MHz. The temperature controlled water pumping skid operates in combination with the Low Level Radio Frequency (LLRF) system. We have discussed the design, modeling with each components, control scheme, fabrication and test results of the water pumping skid for resonant frequency control of the DTL cavity. In conclusion, the fabricated RCCS prototype through the optimization of modeling has corresponded with the design requirement and concept.

• 소성∙가공
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• 제23권3호
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• pp.164-170
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• 2014

To predict the deformation and fracture during tube expansion using the finite element (FE) method, a material model is considered that incorporates the damage evolution due to the deformation. In the current study, a Rice-Tracey model was used as the damage model with inclusion of the hydrostatic stress term. Since OFHC Cu is not significantly affected by strain rate, a Hollomon flow stress model was used. The material parameters in each model were obtained by using an optimization method. The objective function was defined as the difference between the experimental measurements and FE simulation results. The parameters were determined by minimizing the objective function. To verify the validity of the FE modeling, cross-verification was conducted through a tube expansion test. The simulation results show reasonable agreement with the experiments. The design for a minimum diameter of expansion tube using the FE modeling was verified by a simplified tube expansion test and simulation results.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권7호
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• pp.477-484
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• 2016

다중효용 태양열 담수기에서 다중효용부 각 효용단의 해수 공급유량은 효용수 증가에 따른 열에너지 감소를 고려하여 점차 줄어드는데, 선행연구에서는 효용단 별 서로 다른 공급유량 감소율을 제시하였다. 이론적으로 열에너지 감소율이 일정하기 때문에 효용단 별 서로 다른 유량감소율은 적절하지 않다. 본 논문에서는 수치해석을 통해 다중효용부의 공급유량 감소율에 따른 담수생산량 특성을 분석하였다. 해석결과 공급에너지가 같은 조건(12MJ)에서 동일한 감소율(11%)일 때와 그렇지 않을 때의 생산량 차이는 0.56%로 거의 비슷하였다. 또한 수치해석을 통해 고온의 배기가스로부터 얻은 공급 에너지량에 따라 다중효용부 해수공급유량의 최적값을 도출하였다. 최적 유량은 에너지의 공급 형태에 따라 선형적으로 증가하거나 증가 후 평형상태에 도달하는 현상이 발생하였다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제18권1호
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• pp.1-8
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• 2021

This paper presents research on methods for the reduction of forklifts' noise level for the increased comfort and safety of its operator. A cooling fan with a high air volume flow rate installed in the forklift acts as an important design parameter which efficiently cools the heat exchanger system, helping to transfer internal heat from the engine room to the outdoors with both transmitted and diffracted opening noises. The cooling fan contributes significantly to both the forklift's emitted sound power and the operator room's noise level, thereby necessitating research on the forklift's reduction of acoustic power level and transmission. A noise analysis for various fan models with a biomimetic design based on eagle-wing geometry was conducted. In addition to the acoustic power generation, the aerodynamic performance of the cooling blade is also strongly influenced by the design of airfoil distribution, thereby requiring optimization. The cooling fans were fabricated and installed in the forklift in order to check the efficacy of the forklift engine's cooling, and the final version of the fan was measured for its ability to lower acoustic power level and cool the engine room. This study explains the aerodynamic and acoustic features of the designed fans with the use of BEM analysis and forklift test results.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.403-410
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• 2020

본 논문은 포항지역 태양광 데이터를 기반으로 태양열을 적용시켜 12kW의 소형 초임계 이산화탄소(s-CO₂) 시험 루프의 설계와 실험 시설의 이론적 연구, 안정화 및 최적화를 통한 이산화탄소의 특성 연구에 초점을 맞추고 있다. 실험 시설의 열역학 사이클은 구성 요소의 한계로 인해 액체, 가스 및 초임계 CO₂가 모두 존재하는 랭킨 사이클(임계점 순환 주기)이며, 펌프, 히터, 레귤레이터, 열교환기, 가스 부스터, 에어 컴프레서 등으로 구성된다. 현재 본 연구에서 제작된 12kW 소형 발전 시스템은 최고압력 12MPa 최고 온도 70℃의 조건에서 6.98%의 효율이 나타나도록 설계되었다. 본 실험 장치를 소형 Brayton cycle과 비교했을 때 약 2% 높은 효율을 가진다는 것을 이론적으로 확인하였고, 사이클 효율을 높이기 위해 최적의 터빈 입구 온도와 압력을 얻었으며, 이 조건에서 IHX(내부 열교환기)의 도입시 18.75%의 최대 효율을 기대할 수 있다는 결론을 도출하였다. 마지막으로, 실험 설비의 태양광 시뮬레이션 결과 5월에는 6.7%, 6월에는 6.26%의 효율로 태양열을 이용할 수 있음을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제11권1호
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• pp.10-17
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• 2002

본 연구에서는 콘덴싱 가스보일러의 NOx와 CO 배출농도를 줄이기 위한 방안으로 원통형 버너와 열교환기를 평면으로 모사한 평면 버너와 열교환기를 제작하여 버너와 열교환기 거리에 따른 배기 특성을 검토하였다. 그리고 평면 버너 실험에서 도출한 거리에 따라 직경이 다른 3종류의 원통형 버너를 제작하여 각각의 화염 안정성과 배기 특성, 효율 등을 검토하였다. 위와 같은 연구결과에 의해 최적화된 버너를 응축 가스 보일러에 장착히여 LNG와 LPG를 연료로 사용하여 보일러에 대한 종합성능, 즉 화염 안정성, 난방효율 및 배기 특성 등을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 난방부하 20,000kca/hr에 적합한 다공 예혼합 원통형 버너의 최적 제원을 결정하였으며, 이 버너는 당량비 0.68~0.85부근에서 turn-down ratio가 약 5 : 1 정도로 비례제어에 적합하였다. 그리고 보일러의 종합성능을 검토한 결과 난방부하 20,000 kcal/hr로 운전할 경우 LNG, LPG 모두 난방효율 97%(저위 발열량 기준)를 달성할 수 있었고 NOx와 CO 배출농도(O$_2$=0%, wet basis)는 LNG의 경우 각각 26 ppm과 85 ppm, LPG의 경우 각각 41 ppm과 113 ppm 정도로 매우 양호하였다.