• 설비공학논문집
• /
• 제29권5호
• /
• pp.213-219
• /
• 2017

This study investigated the thermal conductivity of $CO_2$ gas mixtures in order to ascertain the effects of particular impurities in $CO_2$ in pipeline transportation. We predicted the thermal conductivity of three $CO_2$ gas mixtures ($CO_2+N_2$, $CO_2+H_2S$, and $CO_2+CH_4$) by utilizing three different methods : Chung et al., TRAPP, and the REFPROP model. We validated predictions by comparing the estimated results with 216 experimental data for $CO_2+CH_4$, $CO_2+N_2$, and $CO_2+C_2H_6$. Following $CO_2$ transportation conditions, we observed that the model developed by Chung et al. showed the lowest mean deviation of 3.07%. Further investigations were carried out on the thermal conductivity of $CO_2$ gas mixtures based on the Chung et al. model including the effects of the operation parameters of pressure, temperature, and mole fraction of impurities.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권12호
• /
• pp.809-814
• /
• 2016

물-증기 물성치의 결정을 위한 표준작업이 국제적으로 또한 나라별로 진행되어 왔다. 현재 적용되는 국제 표준은 IAPWS에서 산업적 적용을 위하여 정리한 IAPWS-IF97계산법을 바탕으로 미국에서는 ASME/NIST REFPROP 프로그램으로, 일본기계학회(JSME)에서는 물-증기 증기표와 상태량 계산 코드를 개발 배포하였다. 한편, 이 표준 방법을 적용함에서도, 초임계압 영역에서는 물성치의 변화가 급격하여 계산 편의를 위한 방법상의 수정 제안이 이루어져 왔다. 본 논문에서는 표준으로 채택된 절차와 각국에서의 관련 동향을 요약하고, 특별히 초임계압 영역에서 물성치 계산에 효과적인 대응 방법에 관하여 제안하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.2888-2897
• /
• 2011

본 연구에서 개발된 정상상태 사이클 모사 프로그램을 통해 이산화탄소를 사용하는 지열 히트펌프 시스템의 성능을 고찰하였다. 내부열교환기를 포함하지 않는 기본 히트펌프 사이클의 성능에 대한 다양한 운전변수들의 영향을 조사하기 위해 매개변수 연구를 수행하였다. 시뮬레이션 프로그램은 실내기, 실외기, 압축기, 팽창밸브를 모사하는 포트란 서브루틴과 비주얼 베이식을 사용해 프로그램된 입력을 위한 전처리, 출력을 위한 후처리 프로세서를 포함하는 그래픽 인터페이스로 구성되어 있다. Refprop V6.01을 사용하여 이산화탄소의 열역학적 물성치와 상평형 거동을 계산하였다. 모사결과들의 신뢰성은 사례연구를 통한 실험데이터와의 비교를 통해 검증하였다. 본 연구에서 개발된 사이클 모사 프로그램은 이산화탄소 지열 히트펌프 시스템의 경제적이면서도 효율적인 운전조건들을 결정하고 최적화하는 데 있어 유용한 도구가 될 수 있을 것이다.

• 설비공학논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.91-99
• /
• 1999

Vapor-liquid equilibrium apparatus is designed and set up. The equilibrium data of two binary systems, HFC-32/143a and HFC-143a/134a, are measured. Fifteen equilibrium data for HFC-32/143a and HFC-143a/134a systems are measured over the temperature range 263.15~283.15K at 10K interval and the composition range 0.10~0.80, respectively. And vapor-liquid equilibrium data are calculated using equation of state and correlation of activity coefficient and compared with the present data. Equation of state is used CSD and RKS equations and correlation of activity coefficient is used Margules' and Van Ness and Abbott's correlations. Real behavior of HFC-32/143a system has very large deviation with Raoult's rule which is ideal behavior. But real behavior of HFC-143a/134a system is similar to ideal behavior. The calculated data from CSD equation are compared with the data in the open literatures and the calculated data from REFPROP. In the results for REFPROP, the relative deviations of bubble point pressure for HFC-32/143a system are within -2.16~0.84% for CSD equation and within -0.20~1.10% for RKS equation. And the relative deviations of bubble point pressure for HFC-143a/134a system are within -0.45~0.12% and -0.20~2.8% for CSD and RKS equations, respectively.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권11호
• /
• pp.925-933
• /
• 2014

오늘날 고성능컴퓨터로 인해 많은 산업분야에서 전산해석이 사용되고 있다. 하지만 정해진 컴퓨터자원과 시간에 의해 3 차원 풀 스케일 해석에서는 많은 어려움 등이 있다. 본 연구에서 ${\varepsilon}-NTU$ 식과 열교환기 성능의 데이터베이스를 이용해 열교환기의 성능예측프로그램을 개발하였다. 다양한 타입의 열교환기 형상정보와 성능데이터베이스를 구축하였고, 이를 바탕으로 정해진 작동 조건에서 열교환기의 성능을 계산하였다. 계산된 정보를 바탕으로 최적의 사이즈를 갖는 형상을 찾기 위해 유전알고리즘(Genetic Algorithm)을 이용하였다. 계산을 위해 상용 소프트웨어인 MATLAB 과 REFPROP 이 사용되었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.24-34
• /
• 2022

초임계 영역에서 작동하는 탄화수소 연료를 사용하는 재생냉각채널의 냉각성능을 예측하기 위해서는 타당한 물성 예측이 필수이다. 본 연구는 고분자 탄화수소의 임계 압축인자에 따라 밀도와 비열을 적절하게 예측하기 위해 2-파라미터 상태방정식인 SRK(Soave-Redlich-Kwong) 및 PR(Peng-Robinson) 상태방정식과 이를 합한 3-파라미터 상태방정식인 RK-PR 상태방정식에 대한 비교 분석을 수행하였다. 대표적으로 낮은 임계압축 인자를 갖는 n-dodecane 연료와 높은 임계압축 인자를 갖는 JP-10 연료를 선정하여 두 연료의 열역학적 물성을 예측할 때 적합한 상태방정식을 제시하였다. 마지막으로 밀도와 비열의 예측 결과를 NIST REFPROP 데이터와 비교하여 검증하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제7권2호
• /
• pp.14-20
• /
• 2004

In this study, the overall performance and the local flow field of the centrifugal compressor with the refrigerant HFC-l34a were numerically studied using CFX-TASCflow. The thermodynamic and transport properties of the refrigerant gas were modeled by REFPROP which is NIST refrigerant properties database. The impacts of a grid qualify, discretization scheme, turbulent model and interaction between a impeller and a cascade diffuser were analyzed comparatively. The results were compared with experimental data and 1-D design results using COMPAL and agreed well with others. The numerical method and data obtained in this study can be applied to the design and modification of centrifugal compressors with real gases

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.409-414
• /
• 2021

수상함이 전투 환경에서 우수한 임무수행능력과 생존성을 구현하기 위해서는 구획을 차단하는 수밀/기밀 성능이 중요하다. 위와 같은 요구사항을 충족을 위해 함정 건조 후 시운전에서 구조요소(격실 및 탱크)에 대한 밀폐성과 특정부위에 대한 강도의 적합성을 검사하며, 특히 수선에 인접한 격실들의 격실기밀시험(Air test)을 수행한다. 격실기밀시험은 대상 격실에 공기를 주입하여 시운전 평가서 상의 요구압력까지 압을 적용하고, 일정 시간동안 압력강하 값을 확인하여 해당 구역의 요구조건 충족여부를 판단한다. 검사 기준은 10분 동안 감소된 압력이 시운전 평가서의 압력강하 허용치 이내이어야 한다. 하지만 외기온도의 영향이 큰 여름철에 격실기밀시험 진행 간 유입되는 열이 내부 공기의 온도를 상승시키고, 이로 인해 공기가 팽창하여 격실 내 압력이 증가하는 현상이 식별되었다. 이러한 현상은 격실기밀시험에서 최종 압력강하 값을 정확히 판단할 수 없게 하고 평가결과에 대한 신뢰성을 결여시킬 수 있다. 본 연구를 통해 격실 내 온도변화 영향을 보정하기 위한 시스템을 고안하였다. 개발된 시스템은 격실 내 온도변화에 의한 압력 변화량을 계산하여 보정값을 출력한다. 이상기체 방정식을 통해 압력변화량을 계산하며, 격실기밀시험 간 온도유지 및 증가/감소를 반영할 수 있도록 개발되었다. 계산된 압력 보정값을 NIST REFPROP의 데이터 베이스와 비교하였을 때, 최소 0.126 %에서 최대 0.253 %의 차이를 보였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제20권7호
• /
• pp.1059-1067
• /
• 2006

In order to develop a compact evaporator, experiments that show characteristics of evaporating heat transfer and pressure drop in the helically coiled minichannel were performed in our previous research. This study was focused on the performance analysis of helically coiled heat exchangers with circular minichannels with an inner diameter=1.0 mm. The working fluid was R-22, and the properties of R-22 were estimated using the REFPROP program. Numerical simulation was performed to compare results with the experimental results of the helically coiled heat exchanger. As the heat transfer rate and pressure drop were calculated at the micro segment of the branch channels, the performance of the evaporator was evaluated. The following conclusions were obtained through the numerical simulations of the helically coiled heat exchanger. It showed good performance when the flow rate of each branch channels was suitable to heat load of air-side. The numerical simulation value agreed with experimental results within ${\pm}15%$. In this study, a numerical simulation program was developed to estimate the performance of a helically coiled evaporator. And, an optimum helically coiled minichannels evaporator was designed.

• 설비공학논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.183-190
• /
• 2007

Controlling superheat of indoor units associated with a multi-type heat pump is one of difficult tasks to be addressed. This study suggests a dynamic model of an evaporator based on heat and mass balance. Thermodynamic properties are calculated by a commercial software, Refprop. The model is programmed in MFC Visual C++ for controller interface in real-time mode. The simulation results shows that PI control works for a narrow range of superheat. Beyond the range, the temperature behavior of the refrigerant is quite nonlinear mainly due to phase change. Thus, it is concluded that PI control of superheat has to be supplemented by nonlinear control ideas to avoid saturation and excessive superheat.