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

• 한국기계가공학회지
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• 제15권5호
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• pp.8-17
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• 2016

While greenhouses have been utilized as a sustainable alternative to traditional soil farming, they are often powered by diesel boilers that necessitate vast amounts of non-renewable energy and emit toxic fumes. Thus, geothermal heat pumps have been proposed as a more energy-efficient substitution for diesel boilers. Currently, most horticultural facilities in the United States use shallow geothermal systems, and are often equipped with horizontal underground heat exchangers as well as heat pump equipment. These shallow geothermal systems require a large drilling site and heat pump to function, which results in high maintenance costs. The heat pump itself consumes a large amount of power, which degrades system performance. Conversely, high temperatures can be attained within a single borehole in deep geothermal vertical closing systems without using a heat pump. This setup can dramatically reduce the power consumption and improve system performance. In this study, we have modeled a circulation simulator after the circulation systems in deep geothermal facilities to analyze a 2000-meter borehole in Naju-Sanpo-myeon. The simulator is operated by manipulating various putative parameters affecting system performance to analyze the system's coefficient of performance.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권9호
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• pp.1760-1769
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• 1992

본 연구에서는 원관의 외벽에 일정 열 유속이 가해지고 원관 입구에 주기적인 압력이 주어질때 축방향으로 유동 및 온도가 주기적으로 완전 발달된 영역에서, 맥동 진동수 및 시간 평균 유량의 변화에 따른 원관 벽면과 원관 내부 유체 온도의 시간적 변화를 측정 하고자 하였다. 아울러 맥동 유동에서의 열전달 특성을 비맥동 유동 에서의 결과와 비교 검토 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1547-1555
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• 1993

본 연구에서는 원관외벽에 일정 열유속이 가해지는 스터링 사이클용 가열기 튜브내부로 열전달이 일어나는 경우 원관내부의 유체온도의 시간적 변화를 측정하여 왕복유동에서의 열전달 특성을 규명하고자 하였다. 본 실험에서 사용한 물리적 모델 을 Fig.1에 나타내었으며, 스터링기기에서와 같이 원관의 양끝에서 2개의 피스톤이 90˚의 위상차를 가지면서 왕복운동하도록 설정하였다. 이와같은 왕복유동에서 일정 열유속이 주어진 경우 진동수, 체적 치환비, 원관내부의 평균압력이 온도 및 열전달 특성에 미치는 영향을 실험적으로 규명하였다. 그리고 원관내부 작동 유체의 영향을 규명하기 위해 스터링기기에서 작동유체로 많이 사용되는 헬륨 뿐아니라 공기도 사용 하여 그 결과를 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.264-269
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• 2008

본 논문은 수평 이중관식 열교환기 내 프레온계 냉매의 대체냉매인 탄화수소계 냉매(R-290과 R-600a)의 증발 열전달 계수에 대한 실험적 결과를 나타내었다. 증발기의 내관 내경은 각각 10.07 mm와 6.54 mm의 2가지를 사용하였다. 증발실험은 질량유속 $35.5{\sim}210.4\;kg/m^2s$이고, 냉각용량 $0.95{\sim}10.1\;kW$인 조건에서 수행하였다. 실험결과를 요약하면, 탄화수소계 냉매 R-290과 R-600a의 증발 열전달 계수가 프레온계 냉매 R-22보다 높았다. 즉, R-22의 증발 열전달 계수에 비해, R-290와 R600a는 각각 $56.7{\sim}70.1%$와 $46.9{\sim}59.7%$ 정도 높았다. 실험데이터와 종래의 상관식을 비교한 결과, 모든 냉매와 관경에 대해서 Kandlikar상관식이 가장 좋은 일치를 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권12호
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• pp.3276-3286
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• 1994

In most direct contact liquid-liquid heat exchangers, oil or hydrocarbon with a density less than water is normally used as dispersed working fluid. The main difficulty that arises with this arrangement lies in the control of the interface at the top of the column. When it is connected with a solar collector which uses water as its working fluid, the main difficulties arise from the fact that the water can be frozen during winter time. In order to solve these problems and to demonstrate the technical feasibility of a direct contact liquid-liquid heat exchanger, liquids heavier than water with low freezing temperature has been utilized as dispersed phase liquids in a small laboratory scale model made of pyrex glass. In the present investigation, dimethyl phthalate(C/sub 6/H/sub 4/)COOCH/sub 3/)/sub 2/) and diethyl phthalate (C/sub 6/H/sub 4/(CO/sub 2/C/sub 2/H/sub 5/)/sub 2/) are utilized as heavy dispersed phase working fluids. The results of the present investigation the technical in the utilization of heavier dispersed working liquid in the spray-column liquid-liquid heat exchanger for a solar system. The overall average temperature difference along the column is found to be almost half of the initial temperature difference between the dispersed and the continuous phase. Despite the fact that the two phthalates tested in the experiment differ significantly in some of their physical properties, the volumetric heat transfer coefficients in terms of dispersed fluid superficial velocities were found to be similar for both phthalates tested.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.182-191
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• 2016

In the present work, a solar assisted heat pump (SAHP) system with a hybrid collector was analyzed. For this, a simplified thermodynamic model was developed. Based on the proposed model, the heat transfer rate, COP, and the annual operating hour of the SAHP system were estimated. The effect of the variation of system design parameters on the performance of the system was also examined. From the results, the performance was improved with increasing the effectiveness of heat exchangers and decreasing the difference between the evaporation temperature and the outlet brine temperature of the hybrid collector loop. Finally, the performance of SAHP system with a hybrid collector was compared with that of conventional serial and parallel SAHP systems. The SAHP system with a hybrid collector was substantially better than a series system and slightly worse than a parallel system for both the yearly averaged heat transfer rate and COP. However, the annual operating hour of the SAHP system with a hybrid collector was much better than that of a parallel system.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권6호
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• pp.1959-1970
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• 1996

스터링 또는 VM 사이클 기긱의 열교환기의 구성요소 중 냉각부와 가열부만으로 이루어진 실험장치를 구성하고 벽온도분포와 열전달량을 측정하여 왕복유동주파수와 왕복유동거리비가 열전달에 미치는 영향을 실험하였다. 냉각부와 가열부와 온도차를 일정하게 유지하기 위해서는 왕복유동의 주파수와 왕복유동거리비가 증가함에 따라 열유속이 증가되어야 함을 보였다. 이는 왕복유동의 주파수와 왕복유동거리비가 중감함에 따라 가열부와 냉각부 사이의 열전달, 즉 열교환기 길이 방향으로의 열전달이 증가함을 의미한다. 또한 실험과 1차원 속도가정에 의한 해석이 매우 잘 일치함을 확인하였다. 가열부에서 반경방향응로의 유체온도분포를 측정하고 열전달계수를 구하였다. 반경방향 온도분포는 왕복유동주파수가 빨라질수록 포물선형태에서 벗어나 편평한 분포를 보이고 무차원 주파수가 커지고 열교환기 길이가 유체의 왕복거리에 비하여 짧아질수록 반경방향으로의 열전달이 향상되었다. 따라서 가열부에서의 평균 열전달 계수 역시 왕복유동주기와 열교환기가 짧을 때 더 크게 나타났다. 결론적으로 같은 전열면적을 가진다면 짧은 열교환기가 상대적으로 유리하나 왕복주파수가 빨라지는 것은 한주기당 열전달량의 측면에서 오히려 효율을 저하시키는 효과를 가져온다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.421-428
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• 2004

열사이폰 열교환기는 잠열을 이용한 대량의 열수송 능력과 증기류의 열확산에 의한 온도 분포의 균일화, 경량, 간단한 구조, 빠른 열응답 특성 등의 우수성을 가지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 우수성을 보유하고 있는 열사이폰 열교환기에 대하여 기하학적 형태, 유체의 물성, 열유속 및 내부압력 등 열사이폰의 작동에 관련된 변수들에 관하여 열전달 성능을 실험적으로 연구하였다. 평관형 및 마이크로 그루브형 열사이폰에서 마이크로 그루브수의 변화와 작동유체는 증류수, 메탄올 및 에탄올의 종류 변화에 대한 실험적인 연구를 수행한 결과, 열전도계수와 증발 잠열값이 큰 증류수가 메탄올 및 에탄올보다 비등열전달계수가 높게 나타났다. 또한 마이크로 그루브형 열사이폰이 평관형 열사이폰보다 비등열전달계수가 높게 나타났으며 작동유체가 증류수인 경우 $2{\~}2.5$배 메탄올인 경우 $1.5{\~}2$배, 에탄올인 경우 $1.3{\~}1.5$배 높게 나타났다.

• 열처리공학회지
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• 제34권2호
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• pp.66-74
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• 2021

Cladding material, which can selectively obtain excellent properties of different metals, is a composite material that combines two or more types of dissimilar metals into one plate. The titanium-copper cladding material between titanium which has excellent corrosion resistance and copper which has high thermal and electrical conductivity, are highly valuable composite materials. It can be used as heat exchangers with high conductivity under severe corrosion conditions. In order to apply the clad plate to the heat exchanger, it must be manufactured in the form of a tube and additional welding is required. It is important to select the cladding material manufacturing process and the welding process. The process of manufacturing the cladding material includes extrusion, rolling, and explosive bonding. Among them, the explosive bonding process is suitable for additional welding because no heat-affected zone is formed. In this study TIG welding of the explosive-bonded dissimilar clad plates was successfully performed by butt welding. The microstructures and bonding interface of the welded part were observed, and the effect of the bonding layer at the welding interface and the intermetallic compounds on the mechanical properties and tensile plastic deformation behaviors were analyzed. And also the integrity of TIG-welded dissimilar part was evaluated.