Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권4호
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pp.502-507
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2014
본 논문에서는 혼합작동유체를 해양온도차발전에 적용하였을 때에 그에 따른 사이클의 성능특성에 대해 연구를 수행하였다. 다양한 혼합작동유체 중 본 논문에서는 R32/R152a를 해양온도차발전에 적용하였다. 사이클로는 기존의 밀폐형사이클, 암모니아/물 혼합물에 적용하고 있는 칼리나 사이클에 대해 시뮬레이션 해석을 수행하였고, 온열원의 온도는 $26^{\circ}C$, 냉열원의 온도는 $5^{\circ}C$를 적용하였다. R32를 적용한 밀폐사이클의 출력은 22kW, 사이클의 효율은 2.02%를 보였다. 혼합작동유체를 적용하였을 때에 R32/R152a(90%:10%)의 출력은 29.93kW, 사이클 효율은 2.78%로 기존의 단일 냉매보다 36%, 사이클효율은 37%상승함을 확인 하였다. 칼리나 사이클 또한 위와 같은 방법으로 연구를 수행하였다.
최근 들어 국민 식생활 문화가 개선되고 생활수준이 향상됨에 따라 소프트 아이스크림, 슬러시와 같은 일회용 냉동 유제품의 소비가 급증하고 있다. 이들 냉동 유제품은 소형 냉동 시스템에서 만들어진다. 소프트 아이스크림 제조기의 냉매로 그간 R-502가 주로 사용되어 왔으나 오존층 파괴와 관련하여 R-404A로 대체되고 있다. 하지만 R-404A도 지구온난화지수(GWP)가 높아 지구온난화지수가 낮은 냉매로의 전환이 필요하다. 본 연구에서는 R-404A의 대체 물질로 R-290/R-32를 고려하였다. 냉각기 체적 2.8 리터인 소프트 아이스크림 제조기에 R-290/R-32를 적용하여 최적화를 수행하였다. 최적화는 적정 냉매량 및 팽창밸브의 개도를 찾는데 주안점을 맞춰 수행되었는데 최적 조건 (충전량 1000 g, 밸브 개도 "0" (제조사 세팅치))에서 아이스크림 제조 시간은 6분 24초, COP는 0.83으로 나타났다. R-404A에서 아이스크림 제조시간은 6분 22초와 R-290/R-32와 유사하고 COP는 0.90으로 R-404A에서 다소 높게 나타났다. 이는 본 실험에 사용된 압축기가 R-404A용이기 때문으로 향후 R-290/R-32용 압축기가 개발되면 소비동력은 개선되리라 예상된다. 본 연구 결과는 냉동식품 제조기를 비롯한 여타 냉동 사이클의 최적화에도 활용될 수 있을 것이다.
In this study, performance of HFC32/HFC152a mixture is measured in the composition range of 20 to 50% R32 with an interval of 10% for the comparison with the conventional HCFC22 in water-source heat pumps. Tests are carried out under the same capacity in a heat pump bench tester equipped with a variable speed compressor at the evaporation and condensation temperatures of 7/$45^{\circ}C$ and -7/$41^{\circ}C$ for summer and winter conditions, respectively. Test results show that the compressor power of the HFC32/HFC152a mixture is 13.7% lower than that of HCFC22 while the coefficient of performance(COP) the HFC32/HFC152a mixture is 15.8% higher than that of HCFC22. Hence, from the view point of energy efficiency, the HFC32/HFC152a mixture is excellent as compared to HCFC22. Compressor discharge temperatures of HFC32/HFC152a mixture are increased up to $15.4^{\circ}C$ as compared to that of HCFC22. The amount of charge for HFC32/HFC152 mixture decrease up to 27% as compared to that of HCFC22. Overall, HFC32/ HFC152a mixture is an excellent long term candidate to replace HCFC22 in water-source heat pumps.
Drop-in tests were conducted using R290/R32 (31:69) mixture in an ice-cream maker for possible replacement of R-502 and R-404A. Optimum refrigerant charge and TEV opening were obtained through a series of experiments. At the standard outdoor condition ($35^{\circ}C$ DT, $24^{\circ}C$ WT), the time required for initial ice-cream making was 6'22", which was approximately the same as that of R-404A. The electric energy consumed was 660 kJ, which was about 10% higher than that of R-404A. The compressor outlet temperature ($8^{\circ}C$) and pressure (2.52 MPa) were higher than those ($60^{\circ}C$ and 1.48 MPa) of R-404A. The reason could be the usage of the same R-404A compressor although the specific volume of R290/R32 is much larger.
The frictional pressure drop of a capillary tube flow is experimentally investigated for pure refrigerants such as R32, R125, and R134a and refrigerant mixtures such as R32/R134a(30/70 by mass percent), R32/R125(60/40), R125/R134a(30/70), and R32/R125/R134a(23/25/52). The binary interaction parameters for the calculation of viscosities of refrigerant mixtures are found based upon the data in the open literature. Several homogeneous flow models predicting the viscosity of two-phase region are compared to select the best model. Cicchitti's equation is known to be the most adequate for the prediction of the viscosity for refrigerant mixtures, which is used in the analysis of adiabatic capillary flows. A model for the prediction of the frictional pressure drop of single and two-phase flow is developed for refrigerant mixtures in this study. This model may be used to design and analyze the performance of a capillary tube in the refrigerating system.
Thermodynamic performance of a simple Rankine cycle, regenerative Rankine cycle, and Kalina cycle for Ocean thermal Energy Conversion(OTEC) is evaluated under the same condition with various working fluids. The evaporator and condenser are modeled by a UA and LMTD method while the turbine and pump are modeled by considering isentropic efficiencies. As for the working fluids, R22, R134a, R32, propylene, ammonia are used for the Rankine cycles while ammonia/water and R32/R134a mixtures are used for Kalina cycle. Calculated results show that newly developed fluids such non-ozone depleting refrigerants as R134a and R32 perform as well as R22 and ammonia. The regenerative Rankine cycle showed a 1.2 to 2.8% increase in energy efficiency as compared to the simple Rankine cycle while the Kalina cycle with ammonia/water mixture showed a 1.8% increase in energy efficiency. The efficiency of the Kalina cycle with R32/R134a mixtures is the same as that of a simple Rankine cycle using R22. Therefore, the regenerative Rankine cycle turns out to be best choice for OTEC applications.
We introduce the concepts of double pairwise strongly (r, s)(u, v)-semiopen mappings and double pairwise strongly (r, s)(u, v)-semiclosed mappings, and investigate some of their characteristic properties.
In this study, 14 refrigerant mixtures composed of R32, R125, R134a, R143a, R152a, and R1270(Propylene) were tested in a breadboard heat pump in an attempt to replace R22 used in most of the residential air conditioners and heat pumps. The heat pump was of 1 ton capacity and water was employed as the secondary heat transfer fluids. All tests were conducted under ARI test A condition. Ternary mixtures composed of R32, R125, and R134a were shown to have 4∼5% higher COP and capacity than R22 and hence they seem to be very promising candidates to replace R22. On the other hand, ternary mixtures containing R125, R134a, and R152a have lower COP and capacity than R22. R32/R134a binary mixtures show a 7% increase in COP and have the similar capacity to that of R22 and hence they are also good candidates to replace R22. Special care must be exercised when a suction line heat exchanger is used with these mixtures in air conditioners. Finally, the compressor discharge temperatures of all mixtures tested were lower than those of R22 by 15.g∼34.7t, which indicates that these mixtures would offer better system reliability and longer life time than R22.
A ring R is called right (resp., left) nilpotent-duo if N(R)a ⊆ aN(R) (resp., aN(R) ⊆ N(R)a) for every a ∈ R, where N(R) is the set of all nilpotents in R. In this article we provide other proofs of known results and other computations for known examples in relation with right nilpotent-duo property. Furthermore we show that the left nilpotent-duo property does not go up to a kind of matrix ring.
The nucleate boiling heat transfer experiments are performed using a ternary refrigerant R407C which is a candidate of alternatives of HCFC 22. The boiling phenomena for R-32, R-125, and R-134a which are the constituent refrigerants of R407C are also investigated to give the foundation of theoretical research for the mixture component boiling. The nucleate boiling heat transfer coefficients of R407C is less than those of HCFC 22 which has the similar physical and transport properties. Since the experimental results show the deterioration of boiling heat transfer coefficients of ternary mixture refrigerants R407C, the boiling heat transfer coefficients of R407C cannot be obtained by the linear combination of boiling heat transfer coefficients from its constituent components R-32, R125, and R134a.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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