• 태양에너지
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• 제18권3호
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• pp.81-87
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• 1998

Solar energy has been experiencing renewed interest because of the recent economical crisis in Korea. Absorption cooling is one of the promising solar energy utilization technologies. In this study the dynamic performance of a solar driven absorption cooling machine(SDACM) was numerically investigated. The simulated machine is a commercially available water/LiBr single effect absorption chillers driven by hot water from solar collectors. The present study has been directed to investigate the dynamic behavior of a solar cooling system including an absorption chiller, solar collector, a hot water storage tank, fan coil units, and the air-conditioned space. The operation of the system was simulated for 9 hours in varying operation conditions. The variation of temperature and concentration in the system components, and that of heat transfer rates in the system were obtained. It was also found that the room temperature was maintained near the desired value by controlling the mass flow rate of hot water.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.389-397
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• 2014

흡수식 냉온수기는 자연에 있는 냉매를 사용함으로 인해 환경오염이 매우 적어 친환경적이다. 흡수식 냉온수기에서 고효율의 배기가스용 고온재생기는 높은 시스템 성능을 얻기 위한 중요한 요소중에 하나이다. 따라서, 본 연구에서는 운전조건에 따른 흡수식 냉온수기의 배기가스용 고온재생기의 성능을 파악하기 위해 실험장치를 제작하고 실험을 실시하였다. 배기가스용 고온재생기에서 흡수액의 입구상태는 성능변화에 매우 큰 영향을 줌으로 여러 가지 흡수액 농도 조건에서 공기측 입구온도와 질량유량을 변화시켜가면서 고온재생기의 성능을 고찰하였다. 실험결과, 공기측 질량유량비가 80%에서 120%로 증가할 때 흡수액 농도가 56%, 55%, 54%, 53%에서의 열교환량은 각각 30%, 33%, 34%, 37% 정도 증가하였다. 또한 고온재생기의 흡수액 입구농도가 56%, 55%, 54%, 53% 일 때 공기측 입구온도가 $170^{\circ}C$에서 $210^{\circ}C$로 증가함에 따라 고온재생기의 열교환량은 각각 140%, 160%, 220%, 224% 정도 증가하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제9권2호
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• pp.69-78
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• 2003

태양열을 동력원으로 하여 열에너지를 동력으로 변환, 물을 양수할 목적으로 저온 상변화물질인 펜탄을 작동물질로 하는 에너지변환장치를 제작하여 실험하였다. 장치는 각부의 크기를 그 기능과 상호작용 원리에 따라 논리에 맞게 최적 설계하였다. 장치의 제작 후 실험을 통하여 그 운전 특성을 분석하여 성능향상에 필요한 자료를 획득하고자 하였다. 작동물질인 펜탄을 가열하는 탱크 내부의 온도는 사이클 경과시간에 따라 약 $40­86^{\circ}C$ 범위에서 변동하고 있었으며, 물탱크내 온도 약 $23­24^{\circ}C$, 공기탱크 내 온도 $22­23.5^{\circ}C$ 범위에서 비교적 일정하게 유지되고 있었다. 응축기내의 온도와 냉각수출구 온도는 냉각수입구 온도수준에 따라 정의 상관관계로 변하고 있는 것을 알 수 있었으며, 또한 열 교환 능력도 냉각수 온도수준이 낮을수록 커진다는 것을 확인하였다. 물탱크 내 온도와 응축기내 온도가 상당히 차이가 나므로 물탱크와 응축기와의 연결거리를 최소화하고 연결파이프 크기를 큰 것으로 하여 내부물질이동 저항을 줄이는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 실험 중 양수량은 1.6­2.4 liter로 나타났으며, 냉각시간의 수준에 따른 물탱크내의 흡입물높이 상승은 차이를 나타내지 않았다. 응축기로부터의 냉각수 배출파이프가 연장되지 않은 경우 냉각수 유량이 5.9 liter/min 이었으나 연장파이프가 있을 때는 2.3 liter/min으로 나타났다. 이러한 현상에서 양수하는 물의 온도가 낮고 유량이 부족한 경우에는 연장파이프를 이용하는 것이 좋고, 냉각수치 양은 풍부하지만 그 온도가 낮지 않은 경우에는 연장파이프를 이용하지 않는 것이 좋다는 사실을 알 수 있다. 실험에서의 응축기내 냉각수의 최대 열교환량은 95.75 kJ/min로 나타났다. 작동물질가열탱크와 기액 분리탱크 내의 압력은 0.13­0.14 MPa.a, 물탱크와 응축기내의 압력은 약 0.11 MPa.a정도로 나타났다.

• 태양에너지
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• 제15권2호
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• pp.77-90
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• 1995

본 연구는 용융점 온도가 $0^{\circ}C$인 순수 물이 수직원통형 빙축열조 내에 각각 형상비(H/R)가 4와 2인 형태로 채워져 있을 경우 수직원관 내로 유입되는 작동유체의 온도를 $-10^{\circ}C$, 유량을 10 liter/min로 고정시킨 후 유동방향을 상향과 하향으로 변화시켰을 경우 시간경과에 따라 나타나는 물의 응고형상, 수직원통의 온도분포, 수직원관의 온도분포, 축열량에 대한 열전달현상을 실험적으로 규명한 것이다. 축열조내 물의 온도분포는 초기온도가 $7^{\circ}C$인 경우 냉각과정중 축열조내 상부가 하부보다 높고 시간경과 후 물의 최대밀도점인 $4^{\circ}C$ 이하에서는 축열조 하부가 상부보다 높으며, 초기온도가 $4^{\circ}C$와 $1^{\circ}C$인 경우는 물의 밀도값이 최대점인 $4^{\circ}C$ 이하이므로 실험시작 초기부터 하부가 상부보다 온도분포가 높게 나타났다. 응고과정 시에는 동일한 초기온도 하에서 작동유체의 유동방향이 상향일 경우가 하향일 경우보다 축열조내 자연대류 유동이 활발하여 액상의 평균온도는 빠르게 강하되고 수직원관 외벽면의 상 하부 온도차이도 적으며, 응고형상은 축열조내 물의 초기온도가 $7^{\circ}C$와 $4^{\circ}C$ 일 때 상 하부에서 고르게 진전된다. 축열조내 물의 초기온도가 $1^{\circ}C$인 경우는 전도열전달의 영향이 지배적이므로 응고층의 생성은 작동유체 유동방향으로 형성되어진다. 축열량은 형상비에 관계없이 초기온도가 높을수록 크게 나타났으며, 동일한 초기온도 하에서도 작동유체의 유동방향이 상향으로 유입될 경우가 하향에 유입되는 경우보다 시간경과 후 크게 나타났다.

• 태양에너지
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• 제19권3호
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• pp.23-28
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• 1999

본 논문에서는 난방용 축열보드에 응용하기 위해서 미세캡슐을 함유한 축열블럭의 열성능 특성을 조사하였다. 상변화 물질인 $CH_3COONa{\cdot}3H_2O$를 미세캡슐 형태로 제조하였고 미세캡슐 함유량이 각각 10%, 20%가 되도록 시멘트 몰타르와 혼합하여 축열블럭을 제작하였다. 축열블럭의 축열 및 방열 특성을 분석하기 위하여 유량과 유입 냉각 온도를 변화시켰다. 실험결과를 보면 미세캡슐 함유량이 증가할 수록 블럭에 축열되는 축열량은 증가를 하였고 방열시간도 증가를 하였다. 그리고 방열과정시 유량이 증가하고 유입 냉각온도가 감소함에 따라 방열시간은 감소하였다. 순수블럭(0% 미세캡슐 함유량)은 방열과정시 총괄 열전달 계수는 시간에 따라서 일정하게 유지를 하지만 축열블럭에서는 시간이 지남에 따라 증가를 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.145-152
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• 2011

컴퓨터용 방열기의 헤더부 튜브 삽입길이에 따른 열전달 및 유동특성을 파악하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 튜브삽입길이 0, 5, 10mm의 3가지 해석모델을 선정하였으며 해석결과의 타당성 검증을 위해 삽입길이가 5mm 일 때 샘플을 실험결과와 비교하였다. 유량분배의 균일성을 판단하기 위해 각 튜브에서 유량비를 분석하였고, 유량분배 특성을 정량적으로 비교하기 위하여 유량균일도를 정의하였다. 해석결과를 통하여 모든 샘플에서 열전달량과 압력강하는 질량유량이 증가함에 따라 점차 증가하였으며, 튜브삽입길이가 10mm(h/D=0.5)인 샘플 3의 열전달량과 압력강하는 가장 크게 나타났다. 유량균일도(Stotal )를 조사하였을 때 튜브삽입길이가 0mm(h/D=0)인 샘플 1이 0.0052로 가장 균일한 유량분포를 보였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.385-388
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• 2002

The researches of a two-phase atomizers have been carried out in the field of automotive and aerospace industries in order to improve the atomization performance of the liquid droplets ejecting from these nozzles. The smaller droplets have the advantages of the reduction of environmental pollution matter and effective use of energy through the improvement of heat and mass transfer efficiency. Thus, to propose the basic information of two-phase flow, an internal mixing atomizer was designed, its shape factor was 0.6 and the liquid feeding hole was positioned at the center of the mixing tube which was used to mix the air and liquid. The experimental work was performed in the field after the nozzle exit orifice. The measurement of the liquid droplets was made by PDPA system. This system can measure the velocity and size of the droplets simultaneously. The number of the droplets used in this calculation was set to 10,000. The flow patterns were regulated by ALR (Air to Liquid mass Ratio). ALR was varied from 0.1024 to 0.3238 depending on the mass flow rate of the air. The analysis of sampling data was mainly focused on the spray characteristics such as flow characteristics distributions, half-width of spray, RMS, and turbulent kinetic energy with ALR.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3353-3358
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• 2007

The present paper is devoted to investigate dynamic effect and steady-state performance of methane autothermal reformer theoretically and numerically. In order to simplify the complicated phenomena in the system, axisymmetric heterogeneous reactor model is developed. As autothermal reaction takes places on catalyst surface between bulk gas and catalyst, volume averaging method is incorporated using porous medium approach. To understand the start-up process which occurs in the reactor is highly important. Therefore, in this paper we get various goverining equations to find out transient and steady solutions and time scale for start-up introducing dimensionless variables. Start-up is a significant issue in reforming reaction for automobile system and fueling of SOFC-based auxiliary power units. This paper deals with characteristics of heat and mass transfer and predicted light-off time in the reformer as oxygen to carbon ratio ($O_2$/C) and amount of feeding gas.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권4호
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• pp.520-529
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• 1998

Heat and mass transfer behaviors of metal hydride beds were predicted by solving a set of volume-averaged equations numerically both for the gas (hydrogen) and the solid(metal hydride) phases. Time variations of temperature and hydrogen concentration ratio distributions were obtained for internally cooled, cylindrical-shaped beds with metal(aluminum) fins imbedded in them. Also, time variations of the space-averaged hydrogen concentration ratio were obtained. Temperature and velocity of the coolant, hydrogen pressure at the gas inlet, and the fin spacing were taken as the parameters. The hydrogen absorption rate increases with the higher velocity and the lower temperature of the coolant, and with the decrease of the fin spacing. Increasing of the hydrogen pressure at the gas inlet also promotes the rate of absorption though the increasing rate gradually slows down. The amount of the hydrogen storage per unit volume of the bed decreases with the tighter fin spacing despite of the higher absorption rate ; therefore, there should be an optimum fin spacing for a given volume of the system and the amount of the hydrogen storage, in which the absorption rate is the highest.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권8호
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• pp.532-538
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• 2015

In a reciprocating compressor, highly impulsive pressure fluctuations induced by a reciprocating piston give rise to serious noise and vibration problems. A muffler is frequently used to reduce this impulsive noise, but also has adverse effects on compressor performance due to additional pressure drop and heat transfer of refrigerants through it. Therefore, the flow and acoustic performances of mufflers used in a compressor should be considered simultaneously. In this study, both of flow and acoustic performances of mufflers are investigated using computational fluid dynamic techniques by solving full three-dimensional compressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations. For validation purpose, the numerical method is initially applied to predict the transmission loss of a simple expansion muffler, and its predicted results show good agreements with theoretical and experimental results. Then, the flow and acoustic performances of an existing muffler is numerically investigated. On the basis of the analysis results, a new muffler is purposed and its performances are compared with the existing one. Improved performances of the new muffler are confirmed.