• Title/Summary/Keyword: Shell and Tube

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단방향 케블라/에폭시, 탄소-케블라/에폭시 복합재 튜브의 축방향 압괴 거동에 대한 연구 (Study on the Axial Crushing Behaviors of UD Kevlar/Epoxy and Carbon-Kevlar/Epoxy Composite Tubes)

  • 김형욱;김정석;정현승;윤혁진;권태수
    • 한국철도학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.271-277
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    • 2010
  • 본 논문에서는 에너지 흡수부재로 사용될 수 있는 단방향 케블라/에폭시 및 단방향 탄소-케블라/에폭시 튜브의 압괴거동을 예측할 수 있는 해석모델을 확립하고 이를 시험을 통해 검증하였다. 해석모델은 상용 외연적 해석 프로그램인 LS-DYNA의 2D 쉘 요소와 Chang-Chang 파손기준식을 이용하였다. 또한, 해석에 적용된 소재의 기계적 물성치는 시험을 통해 얻었다. 해석모델은 원형 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압괴 시험 결과와 비교를 통해 검증하였다. 그 결과 케블라/에폭시 튜브의 하중-변위 곡선은 거의 일치했으며 무게당 흡수 에너지(SEA)도 6% 미만의 오차에서 잘 일치하였다. 하지만, 탄소-케블라/에폭시 튜브는 시험과 약간의 차이를 보이고 있다.

300 kW급 소형 열병합발전기용 배열회수 시스템의 실증운전 성능분석에 관한 연구 (Observation Studies on Field Operation of a Exhausted Heat Recovery System for a 300 kW Class Small Gas Engine Cogeneration System)

  • 김민성;백영진;박성룡;나호상
    • 설비공학논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.248-257
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    • 2010
  • An exhausted heat recovery system for a small gas engine cogeneration plant was investigated. The system was designed and built in a 300 kW class cogeneration demonstrative system. The basic performance was tested depending on load variation, and installed to a field site as a bottoming heat and power supply system. The exhaust gas heat exchangers (EGHXs) in shell-and-tube type and shell-and-plate type were tested. The entire efficiency of the cogeneration system was estimated between 85 to 90% under the 100% load condition, of which trend appears higher in summer due to the less thermal loss than in winter. Power generation efficiency and thermal efficiency was measured in a range of 31~33% and 54~57%, respectively.

대체냉매를 적용한 대형 압축식 냉동기의 만액식 증발기에 대한 성능 해석 (Performance Analysis of the Flooded Refrigerant Evaporators for Large Tonnage Compression-Type Refrigerators Using Alternative Refrigerants)

  • 김내현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.18-25
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    • 2016
  • 대형 압축식 냉동기의 증발기 전열관으로는 그간 평활관이 주로 사용되어 왔으나 최근들어 비등 성능이 우수한 성형 가공관을 많이 사용하고 있다. 증발기는 관군으로 구성되고 따라서 증발기 내 위치에 따라 냉매 상태가 다르다. 특히 R-11, R-123과 같은 저압 냉매는 압력변화에 따른 포화온도 변화가 크므로 위치에 따라 포화온도가 다르게 된다. 따라서 증발기를 적절히 설계하려면 증발기 내 각 위치에서의 냉매의 상태를 적절히 예측하여야 한다. 본 연구에서는 대형 냉동기의 만액식 증발기를 모사할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 증발기를 미소 체적으로 구분하고 각 미소 체적에 적절한 관 내외측 열전달 및 압력손실 상관식을 적용하여 해석을 수행하였다. 본 프로그램을 R-123을 사용하는 T사의 만액식 증발기 해석에 적용한 결과 만족할 만한 결과를 얻었다. 이 프로그램을 이용하여 신 냉매인 R-123, R-134a를 사용하는 만액식 증발기의 해석을 수행하였고 특히 관군 세장비의 영향을 검토하였다.

자전거 프레임의 소재 및 종류에 따른 피로특성 (Fatigue Characteristics of Bicycle Frames Depending on Types and Materials)

  • 권경배;정성균
    • 한국안전학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.8-12
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    • 2017
  • Bicycles are very popular sporting goods in these days. Thus, the durability of bicycles is very important for the safety of bicyclists. It is well known that a bicycle frame is a major component which is essential to the safety and performance of a complete bicycle. In this study, the durability of bicycle frames were experimentally investigated under the fatigue load. Eighty bicycle frames with different types and materials were prepared and tested according to EN standards. Three kinds of fatigue loads, that is, pedalling, vertical and horizontal fatigue load, which occur constantly during riding a bicycle, were applied to the bicycle frames. The experimental results show that the horizontal fatigue load was the severest mode to pass EN standard. The pass ratio of horizontal fatigue load test was 45.2%, while the pass ratio of vertical fatigue load test was 100%. Most of cracks were found at the right side of bottom bracket shell and at the intersection area between head tube and down tube. It seems that the experimental results can be applied to improve the safety and performance of a bicycle frame.

Evaluation by Rocket Combustor of C/C Composite Cooled Structure for Combined-cycle Engine

  • Takegoshi, Masao;Ono, Fumiei;Ueda, Shuichi;Saito, Toshihito;Hayasaka, Osamu
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.804-809
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    • 2008
  • In this study, the cooling performance of a C/C composite material structure with metallic cooling tubes fixed by elastic force without chemical bonding was evaluated experimentally using combustion gas in a rocket combustor. The C/C composite chamber was covered by a stainless steel outer shell to maintain its airtightness. Gaseous hydrogen as a fuel and gaseous oxygen as an oxidizer were used for the heating test. The surface of these C/C composites was maintained below 1500 K when the combustion gas temperature was about 2900 K and heat flux to the combustion chamber wall was about 9 $MW/m^2$. No thermal damage was observed on the stainless steel tubes which were in contact with the C/C composite materials. Results of the heating test showed that such a metallic-tube-cooled C/C composite structure is able to control the surface temperature as a cooling structure(also as a heat exchanger), as well as indicating the possibility of reducing the amount of the coolant even if the thermal load to the engine is high. Thus, application of the metallic-tube-cooled C/C composite structure to reusable engines such as a rocket-ramjet combined cycle engine is expected.

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이상 유동에 놓인 관군의 표면에 작용하는 압력 분포 (Pressure Distribution over Tube Surfaces of Tube Bundle Subjected to Two-Phase Cross-Flow)

  • 심우건
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권1호
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    • pp.9-18
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    • 2013
  • 이상 횡 유동은 응축기, 증발기와 원자로 증기발생기와 같은 쉘과 튜브의 열 교환기에서 볼 수 있다. 이상 유동장에 놓인 구조물에 작용하는 수동력을 이해하기 위해서는 이상유동의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 이상 유동의 유동특성과 유동변수를 소개하고 관군에서의 압력손실과 실린더에 작용하는 압력분포에 의한 수동력을 평가하기 위한 실험을 수행하였다, 실험부 입구에서 이상유동은 혼합되었으며 실험은 횡 방향 이상 유동장에 놓인 정규 삼각형 배열을 갖는 관군을 사용하여 수행하였다. 관군에서의 흐름방향 압력손실을 측정하여 이상유동의 마찰승수를 계산하고 이론적 결과와 비교하였다. 또한 특정 실린더에 작용하는 원주 방향 압력 분포의 측정결과와 이상유동의 기초이론에 근거하여 압력손실계수의 분포 및 항력계수에 미치는 체적건도와 단위면적당 질량유량의 효과를 평가하였다. 튜브 표면에 작용하는 측정된 압력을 수치해석방법으로 적분하여 항력계수를 계산하였다. 작은 질량 유량의 경우에 측정된 마찰 승수는 기존의 이론 결과와 잘 일치하며 압력분포에 의한 항력계수에 작용하는 기공률의 영향은 기존의 실험결과와 정성적으로 유사한 경향을 보이고 있다.

Heat transfer performance of a helical heat exchanger depending on coil distance and flow guide for supercritical cryo-compressed hydrogen

  • Cha, Hojun;Choi, Youngjun;Kim, Seokho
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.62-67
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    • 2022
  • Liquid hydrogen (LH2) has a higher density than gaseous hydrogen, so it has high transport efficiency and can be stored at relatively low pressure. In order to use efficient bulk hydrogen in the industry, research for the LH2 supply system is needed. In the high-pressure hydrogen station based on LH2 currently being developed in Korea, a heat exchanger is used to heat up supercritical hydrogen at 700 bar and 60 K, which is pressurized by a cryogenic high-pressure pump, to gas hydrogen at 700 bar and 300 K. Accordingly, the heat exchanger used in the hydrogen station should consider the design of high-pressure tubes, miniaturization, and freezing prevention. A helical heat exchanger generates secondary flow due to the curvature characteristics of a curved tube and can be miniaturized compared to a straight one on the same heat transfer length. This paper evaluates the heat transfer performance through parametric study on the distance between coils, guide effect, and anti-icing design of helical heat exchanger. The helical heat exchanger has better heat transfer performance than the straight tube exchanger due to the influence of the secondary flow. When the distance between the coils is uniform, the heat transfer is enhanced. The guide between coils increases the heat transfer performance by increasing the heat transfer length of the shell side fluid. The freezing is observed around the inlet of distribution tube wall, and to solve this problem, an anti-icing structure and a modified operating condition are suggested.

배기 열 회수 열교환기 형식이 디젤 엔진 성능에 미치는 영향 (The effect of heat exchanger type for exhaust heat recovery system on diesel engine performance)

  • 김철정;최병철;박권하
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권6호
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    • pp.639-647
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    • 2014
  • 지구 온난화와 화석 연료 고갈로 인해 $CO_2$ 저감과 효율 상승을 동시에 만족하는 기술 개발이 요구된다. 배기 열 회수 기술은 두 가지를 모두 만족할 수 있는 대표적인 기술이다. 본 연구는 배기 열 회수 장치를 위한 세 가지 형식의 증발기용 열교환기를 배기관에 설치하여 실험 및 분석하였다. 고속최대부하에서 판형 열교환기의 배압이 가장 높아지고 실린더 최고 압력이 낮아지며 일산화탄소 배출량도 증가하였다. 또한 고속에서 배압이 2배 이상 증가하며 연료소비율이 2% 증가되어 열교환기 중 가장 높은 증가량을 나타내었다. 핀 튜브 열교환기는 전반적으로 배기 배출물이 적게 배출되고 연료소비율도 가장 적게 나타났다. 쉘 앤 튜브는 판형과 핀 튜브 성능의 중간정도이다. 엔진에 미치는 영향으로만 판단할 때 핀 튜브 열교환기가 배기 열 회수에 가장 적합한 열교환기로 판단된다.

후륜 구동 자동차의 슬립 인 튜브 프로펠러 샤프트의 진동특성에 관한 연구 (A Study on the Vibration Characteristic of Slip-In Tube Propeller Shaft in FR Automobile)

  • 이혜진;황재혁;김승수;변정무;김응주;차달준;강상욱;변원용
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.309-313
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    • 2006
  • Many researchers have studied on the lightness of automobile. These researches are such as a body shell, sub frame, fuel tank, engine etc. The transmission Part is a magnitude one in the aspect of weight. A drive shaft (propeller shaft) transmits the engine power to rear differential gear assembly. It is used in the compact car that is a single drive shaft. But in the case of long body cars such as SUV (Sports Utility Vehicle), truck and large vehicle, two or three divided drive shaft are used to prevent the vibration damage from a drive shaft that has been taken high torsion and rotation. This multi-divided drive shaft structure is so heavy because it is assembled by yoke, center bearing and solid spline axis. When the rear axle move up and down, the spline shaft adjust the variation of a length between the transmission and rear axle gearbox. In this paper, it is studied in the experimental method that is a bending vibration characteristic of slip in tube shaped propeller shaft. This type propeller shaft is developed to combine the spline axis with drive shaft and can be light in weight of transmission part.

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P.C.를 이용한 물과 증기 열물성치의 전산수식화에 관한 연구 (A Study on the Computerized Formulation of the Thermodynamic Properties of Water and Steam by Personal Computer)

  • 김경석;김원영;김경근;김용모
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제16권4호
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    • pp.88-101
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    • 1992
  • Properties of water and steam are very important for the steam ejector CAD program as a subroutine and design of the Shell & Tube type steam condenser. Present formular programs are based on the Skeleton Table of ASME, and are able to calculate the thermodynamoc properties of water and steam throughout the whole of the region that extend in pressure from 0 to 1000 bar and temperature from 0.01 to 80$0^{\circ}C$. When comparing calculated values for specific volume, enthalpy and entropy with the Skeleton Table 1967 and IAPS Skeleton Table 1984, values fell well within tolerances specified except near the extremes of the range of interest at the critical point and triple point, where deviations were slightly larger.

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