• 한국재료학회지
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• 제19권3호
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• pp.156-162
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• 2009

Lubricant-based nanofluids were prepared by dispersing carbon nanoparticles in gear oil. In this study, the effects of the particle size, shape and dispersity of the particles on the tribological properties of nanofluids were investigated. Dispersion experiments were conducted with a high-speed bead mill and an ultrasonic homogenizer, and the surfaces of the nanoparticles were simultaneously modified with several dispersants. The effective thermal conductivity of the nanofluids was measured by the transient hot-wire method, and the tribological behaviors of the nanofluids were also investigated with a disk-on-disk tribo-tester. The results of this study clearly showed that the combination of the nanoparticles, the deagglomeration process, the dispersant and the dispersion solvent is very important for the dispersity and tribological properties of nanofluids. Lubricant-based nanofluids showed relatively low thermal conductivity enhancement, but they were highly effective in decreasing the frictional heat that was generated. For nanofluids containing 0.1vol.% graphite particles in an oil lubricant, The friction coefficient in the boundary and fluid lubrication range was reduced to approximately 70% of the original value of pure lubricant.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권3호
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• pp.99-106
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• 2013

Recently, high-thermal-conductivity graphene and carbon nanotube nanoparticles have attracted particularly close attention from researchers. In the present study, the thermal conductivity and viscosity properties of two kinds of graphene and carbon nanotube nanofluids added to distilled water - two graphenes and carbon nanotubes of differing size - were compared and analyzed. The thermal conductivities of the nanofluids, formulated in the usual manner by adding graphene and carbon nanotube to distilled water and subjecting the mixture to ultrasonic dispersion, were measured by the transient hot-wire method, and the viscosities were determined using a rotational digital viscometer. As a result, we concluded that the nanofluid of small particle diameter of graphene have outstanding properties as heat transfer media, due to their excellent thermal conductivity and viscosity, compared with the other nanofluid.

• 한국분무공학회지
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• 제20권2호
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• pp.65-69
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• 2015

In this study, the thermal performance of vehicle's cooling system is experimentally investigated using the water/coolant-based $Al_2O_3$ nanofluids as working fluids. For the purpose, the water/coolant-based $Al_2O_3$ nanofluids are prepared by twostep method with gum arabic. In order to obtain the well-suspended nanofluids, the agglomerated $Al_2O_3$ nanoparticles are precipitated using centrifugal force and the experiments are performed with supernatant of them. The thermal conductivity is measured by transient hot wire method and the thermal conductivity of nanofluids is enhanced up to 4.8% as compared to that of base fluids. Moreover, the cooling performance of water/coolant-based $Al_2O_3$ nanofluids is evaluated using vehicle's engine simulator under the constant RPM condition. The results show that the cooling performance of automobile engine increases up to 5.9% using prepared nanofluids. To investigate the effect of nanofluids on exhaust gas, the $NO_x$ emission is measured during the operation with respect to time and 10.3% of $NO_x$ emission is decreased. The experimental results imply that the water/coolant-based $Al_2O_3$ nanofluids might be used as a next-generation vehicles' coolant

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권7호
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• pp.17-33
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• 2011

천연 골재자원의 고갈로 인해 송배전관로 되메움재의 대체골재로서 재생 순환골재 이용에 많은 관심이 집중되고 있다. 그러나 순환골재를 송매전관로 메움재로 적용하기 위해서는 물리적, 열적 특성 규명이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 송배전관보 되메움재로 활용하기 위한 폐콘크리트 순환골재의 적용성을 평가하였다. 각 지역에서 채취한 순환골재와 대조군인 일반 강모래를 대상으로 실내다짐시험을 수행한 후, 비정상 열선법과 비정상 탐침법을 이용하여 열저항을 측정하였다. 저함수비 구간에서 비정상 탐침법을 이용한 열저항 측정값은 탐침관입에 따른 시료교란 효과로 인해 비정상 열선법보다 상대적으로 크게 측정되었다. 전체 순환골재의 열저항 측정 결과, 대조군인 강모래와 유사하게 함수비 증가에 따른 열저항의 감소를 보였다. 또한, 기존 열전도도(열저항) 예측 모델에 의한 열저항 예측값과 순환골재의 측정 결과를 비교하였으며, 순환골재에 열저항 예측에 적합한 예측식을 제안하였다. 본 연구결과를 바탕으로 재생 순환골재를 송배전판로 되메움재로 활용 가능함을 알 수 있다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권spc3호
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• pp.213-219
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• 2012

Nanofluids are advanced concept fluid that solid particles of nanometer size are stably dispersed in fluid likes water, ethylene glycol and others. They have higher thermal conductivities than base fluids. If using this characteristic, efficiencies of heat exchangers can be increased. Therefore in this study, we measured thermal conductivity and viscosity of carbon nanofluids. They were made to ultra sonic dispersed oxidized multi-walled carbon nanotubes(OMWCNTs) in distilled water and ethanol, respectively. The mixture ratios of OMWCNTs were from 0.0005 vol% ~ 0.1 vol%. Thermal conductivity and viscosity was measured by transient hot-wire method and rotational viscometer. The results of an experiment are as in the following: thermal conductivity of the 0.1 vol% pure-water nanofluid improved 7.98% ($10^{\circ}C$), 8.34% ($25^{\circ}C$), and 9.14% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 37.08% ($10^{\circ}C$), 33.96% ($25^{\circ}C$) and 21.64% ($70^{\circ}C$) than the base fluids. Thermal conductivity of the 0.1 vol% ethanol nanofluids improved 33.72% ($10^{\circ}C$), 33.14% ($25^{\circ}C$), and 32.25% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 35.12% ($10^{\circ}C$), 32.01% ($25^{\circ}C$) and 19.12% ($70^{\circ}C$) than the base fluids.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.74.1-74.1
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• 2011

탄소나노튜브는 높은 전기 전도성과 열 전도성을 가지며, 이러한 특성 때문에 21세기를 주도해 나갈 수 있는 차세대 첨단 소재로서 각광을 받고 있다. 또한 최근에는 나노공학기술의 발달로 인하여 획기적으로 높은 열전도도를 나타내는 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nanotubes, MWCNTs)의 대량 생산이 가능하게 되면서 다중벽 탄소나노튜브의 높은 열전도도 특성을 이용하여 탄소나노튜브를 기본 유체 및 기능성 유체에 안정하게 분산 시킨 후 이를 이용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 탄소나노튜브를 유체에 안정하게 분산시키기 위한 방법으로는 기계적 분산법, 물리적 흡착에 의한 분산법, 화학적 개질에 의한 분산법이 있다. 따라서 본 연구에서는 이들 분산 방법과 탄소나노튜브 입자의 물성치에 따른 나노유체의 특성을 알아보기 위하여 나노유체의 열전도도와 점도 특성을 비교 분석하였다. 모든 물성치는 같지만 탄소나노튜브의 길이만 다른 두 종류의 다중벽 탄소나노튜브에 각각 계면 활성제(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS) 100 wt%와 고분자 화합물(Polyvinyl Pyrrolidone, PVP) 300 wt%를 첨가하여 나노유체를 제조하였으며, 산화처리 된 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-Walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 증류수에 초음파 분산하여 산화나노유체를 제조하였다. 나노유체의 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 나노유체의 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하여 측정하였다. 실험 결과, 상온에서 동일 혼합비의 나노유체를 비교했을 때, 산화나노유체가 SDS 100 wt%, PVP 300 wt%를 혼합한 다른 나노유체보다 높은 열전도도 특성을 보였으며 점도 특성 또한 가장 낮은 것으로 측정되었다. 특히 상온에서 0.1vol%의 산화 CM-100 나노유체는 증류수보다 열전도도가 8.34%가 증가하였고, $10^{\circ}C$의 저온에서는 상온에서 증류수와 비교하여 측정된 열전도도 값보다 0.36%가 감소한 7.98%가 증가함을 보였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 높은 열전도도를 필요로 하는 열교환기의 작동유체나 기타 활용 분야에 대한 기초 자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

• 에너지공학
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• 제20권3호
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• pp.209-215
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• 2011

본 연구에서는 저온 열교환기 효율 향상을 위하여 상온($25^{\circ}C$)과 저온($10^{\circ}C$)에서 탄소나노유체와 산화탄소나 노유체의 열전도도와 점도를 측정하였다. 탄소나노유체는 다중벽 탄소나노튜브에 계면활성제 SDS 100 wt%, 고분자 화합물 PVP 300 wt%를 각각 혼합한 뒤 증류수에 초음파 분산하여 제조하였고, 산화탄소나노유체는 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브를 증류수에 초음파 분산하여 제조하였다. 탄소나노유체의 열전도도는 비정상 열선법을 사용하여 측정하였으며, 점도는 회전형 디지털 점도계를 사용하여 측정하였다. 그 결과 같은 혼합비율과 온도에서 다른 탄소나노유체들 보다 산화탄소나노유체의 열전도도가 가장 높게 측정되었고, 점도는 가장 낮게 측정되었다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.194-199
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• 2012

In this study, for increasing the efficiency of solar collector, the thermal conductivities and viscosities of the pure water and ethanol oxidized multi-walled carbon nanofluids were measured. Nanofluids were manufactured by ultra-sonic dispersing oxidized multi-walled carbon nanotubes(OMWCNTs) in the pure-water and ethanol at the rates of 0.0005 ~ 0.1 vol%. the Thermal conductivities and viscosities of manufactured nanofluids were measured at the low temperature($10^{\circ}C$), the room temperature($25^{\circ}C$) and the high temperature($70^{\circ}C$). For measuring thermal conductivity and viscosity, we used Transient Hot-wire Method and Rotational Digital Viscometer, respectively. As a result, under given temperature conditions, thermal conductivity of the 0.1 vol% pure-water nanofluid improved 7.98% ($10^{\circ}C$), 8.34% ($25^{\circ}C$), and 9.14% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 37.08% ($10^{\circ}C$), 33.96% ($25^{\circ}C$) and 21.64% ($70^{\circ}C$) than the base fluids. Thermal conductivity of the 0.1 vol% ethanol nanofluids improved 33.72% ($10^{\circ}C$), 33.14% ($25^{\circ}C$), and 32.36% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 37.93% ($10^{\circ}C$), 31.92% ($25^{\circ}C$) and 29.42% ($70^{\circ}C$) than the base fluids.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권3_1spc호
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• pp.537-543
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• 2013

A water-$Al_2O_3$ nanofluid was manufactured, and its thermal conductivity was measured in this study. The measurement was performed at volumetric concentrations of 0.5%, 1%, 2%, and 3%, and the nanoparticle sizes were 20 nm and 70 nm. Experimental test equipment, using the transient hot wire method, was installed to measure the thermal conductivity of the nanofluid, and the measured results were confirmed by measuring pure water with a measurement error of 0.92% at $20^{\circ}C$. The thermal conductivity enhancement ranged from 4.8% to 13.6% for the 20 nm particle size, and from 3.1% to 8.8% for the 70 nm particle size at a concentration range of 0.5% to 3%. The enhancement increased with a decrease in particle size and an increase in concentration. With the elapse of time after manufacturing the nanofluid, the thermal conductivity enhancement decreased significantly from 5 to 9 h, and this trend was measured under all of the measurement conditions. After 24 h, the enhancement ranged from 1.2% to 3.5% for the 20 nm particles, and from 0.6% to 2.3% for the 70 nm particles. The enhancement trends with the elapse of time were almost identical with and without stirring the nanofluid. SDBS (Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate) was added as a dispersing agent, and the decrease in the thermal conductivity enhancement was delayed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.129.1-129.1
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• 2011

최근 급격한 경제성장과 고도 산업사회로의 전환에 따라 에너지 수요가 크게 증가하고 있다. 이에 따라 석유, 가스 등 화석에너지의 소비량과 온실가스 배출량이 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 화석에너지의 소비와 온실가스 배출을 저감시키기 위해 친환경적인 에너지를 이용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 노력 중 하나가 바로 태양열에너지를 이용하는 방법이다. 태양열에너지는 자원 고갈의 우려가 없고, 에너지의 이용 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 에너지 밀도가 낮고 에너지의 공급이 기상조건에 따라 큰 영향을 받으므로 태양열에너지를 이용하기 위해서는 효율적인 집열시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우수한 열적특성을 가진 탄소나노유체를 히트파이프 작동유체에 적용하여, 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 탄소나노유체의 열전도도 및 점도특성을 비교분석하였다. 나노유체는 에탄올에 산화 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 혼합하고, 초음파 분산하여 제조하였다. 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도와 점도는 저온($10^{\circ}C$), 상온($25^{\circ}C$), 고온($70^{\circ}C$)에서 측정하여 비교분석하였으며, 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하였다. 실험 결과 0.1 vol%의 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도는 기본 유체 대비 33.72%($10^{\circ}C$), 33.14%($25^{\circ}C$), 32.26%($70^{\circ}C$)가 향상되었으며, 점도 또한 기본유체보다 크게 증가하지 않아 히트파이프 작동유체로서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 태양열 집열기 히트파이프의 효율 향상을 위한 기초자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.