The present study deals with the results of a thermo-fluid analysis applied to the cooling plate of the water cooling system developed for IGBT stacks, which was designed to keep the power semi-conductors from over heating problems. The cooling plate is to absorb a maximum quantity of 10kW from 4 IGBTs which are to be placed on both sides of the cooling plate, 2 IGBTs of them on each surface. For the analysis, Adina of CFD Program was used and an analysis was conducted to obtain the knowledges on heat and mass flow at both the plate and fluid flow inside. For the simulation, the operational conditions of a temperature difference of $15^{\circ}C$ for the working fluid and a uniform heat flux of about 92000 $W/m^2$ on the surface in contact with an IGBTs.
Recently a novel cycle named organic flash cycle (OFC) has been proposed which has improved potential for power generation from low-temperature heat sources. This study carries out thermodynamic performance analysis of OFC using various working fluids for recovery of low-grade heat sources in the form of sensible energy. Special attention is focused on the optimum flash temperature at which the exergy efficiency has the maximum value. Under the optimal conditions with respect to the flash temperature, the thermodynamic performances of important system variables including mass flow ratio, separation ratio, heat addition, specific volume flow rate at turbine exit, and exergy efficiency are thoroughly investigated. Results show that the exergy efficiency has a peak value with respect to the flash temperature and the optimum working fluid which shows the best exergy efficiency varies with the operating conditions.
The reciprocating compressors are widely used in industrial fields for its simplicity in principle and high efficiency. But the design of it requires rigorous experiments due to its high dependence on many design parameters. In this work, a mathematical model is developed so that we can analyze the gas-solid interaction during the whole working processes of a reciprocating compressor. The governing equations, which represent the fluid-solid interaction, was derived from the unsteady Bernoulli's equation with the assumption of quasi-steady working process. The valve itself was assumed to be a one degree of freedom spring-mass-damper system. A simple thermodynamic relation, the ideal gas state equation, was used to give it an external force term assuming that the refrigerant behaves like an ideal gas. It was suggested to use a motor of higher driving frequency to enhance the performance of the reciprocating compressor without causing a faster failure of the valve.
ORC(organic Rankine cycle) has potential of reducing consumption of fossil fuels and has many favorable characteristics to exploit low-temperature heat sources. This work analyzes performance of ORC with superheating using low-temperature energy sources in the form of sensible energy. Maximum mass flow rate of a working fluid relative to that of a source fluid is considerd to extract maximum power from the sources. Working fluids of R134a, $iC_4H_{10}$ and $C_6C_6$, and source temperatures of $120^{\circ}C$, $200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$ are considered in this work. Results show that for a fixed source temperature thermal efficiency increases with evaporating temperaure, however net work per unit mass of source fluid has a maximum with respect to the evaporating temperature in the range of low source temperature. Results also show that the maximum power extraction is possible with R134a for the source temperature of $120^{\circ}C$, with $iC_4H_{10}$ for $200^{\circ}C$, and with $C_6C_6$ for $300^{\circ}C$.
There are multistage preheaters in the power generation plan to improve the thermal efficiency of the plant and to prevent the components from the thermal shock. The energy source of these heaters comes from the extracted two phase fluid of working system. These two-phase fluid can cause the so-called Flow Accelerated Corrosion(FAC) in the extracting piping and the bubble plate of the heater for example, in case of point Beach Nuclear Power Plant and in the Wolsung Nuclear Power Plant. The FAC is due to the mass transport of the thin oxide layer by the convection. FAC is dependent on many parameters such as the operation temperature, void fraction, the fluid velocity and pH of fluid and so on. Therefore, in this paper velocity was calculated by FLUENT code in order to find out the root cause of the wall thinning of the feedwater heaters. It also includeed in the fluid mixing analysis model are around the number 5A feedwater heater shell including the extraction pipeline. To identify the relation between the local velocities and wall thinning, the local velocities according to the analysis results were compared with distribution of the shell wall thicknes by ultrasonic test.
An experimental study of the absorption process of water vapor into Lithium Bromide solution was performed. For the purpose of development of high performance absorption chiller-heater utilizing Lithium Bromide solution as working fluid, the absorber is the most effective to improve the performance of an absorber because it requires the largest heat transfer area in an absorption chiller-heater system. This paper introduces bare tube and floral tube for the absorber of absorption chiller-heaters. floral tube has higher heat and mass transfer performance than bare tube conventionally used in absorbers and the it is expected to perform high heat and mass transfer. This paper will provide important information on the selection of absorber tubes in commercial absorption chiller -heaters.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제24권4호
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pp.478-485
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2000
An experimental study of the absorption process of water vapor into lithium bromide solution was performed. For the purpose of development of high performance absorption chiller-heater utilizing Lithium Bromide solution as working fluid, the absorber is the most effective to improve the performance of an absorber because it requires the largest heat transfer area in an absorption chiller-heater system. This paper introduces bare tube and inner ribbed notched fin tube for the absorber of absorption chiller-heaters. Inner ribbed notched fin tube has about 10∼20% higher heat and mass transfer performance than bare tube conventionally used in absorbers and the it is expected to perform high heat and mass transfer. This paper will provide important information on the selection of absorber tubes in commercial absorption chill-heaters.
The investigation into a full-scale 27 m high, by 6 m wide, thermosyphon loop. The simulation model is based on a one-dimensional axially-symmetrical control volume approach, where the loop is divided into a series of discreet control volumes. The three conservation equations, namely, mass, momentum and energy, were applied to these control volumes and solved with an explicit numerical method. The flow is assumed to be quasi-static, implying that the mass-flow rate changes over time. However, at any instant in time the mass-flow rate is constant around the loop. The boussinesq approximation was invoked, and a reasonable correlation between the experimental and theoretical results was obtained. Experimental results are presented and the flow regimes of the working fluid inside the loop identified. The results indicate that a series of such thermosyphon loops can be used as a cavity cooling system and that the one-dimensional theoretical model can predict the internal temperature and mass-flow rate of the thermosyphon loop.
International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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제11권2호
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pp.73-81
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2003
The performance of heat exchanger using oscillating heat pipe (OHP) for low temperature waste heat recovery was evaluated. OHP used in this study was made from low finned copper tubes connected by many turns to become the closed loop of serpentine structure. The OHP heat exchanger was formed into shell and tube type. R-22 and R-141b were used as the working fluids of OHP with a fill ratio of 40 vol.%. Water was used as the working fluid of shell side. As the experimental parameters, the inlet temperature difference between heating and cooling water and the mass velocity of water were changed. The mass velocity of water was changed from 30 kg/$m^2$s to 92 kg/$m^2$s. The experimental results showed that the heat recovery rate linearly increased as the mass velocity and the inlet temperature difference of water increased. Finally, the performance of OHP heat exchanger was evaluated by $\varepsilon$-NTU method. It was found that the effectiveness would be 80% if NTU were about 1.5.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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