• 대한기계학회논문집B
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• 제23권6호
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• pp.769-777
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• 1999

This paper presents models for the dynamic simulation of a regenerative gas turbine and describes dynamic behaviors of a small regenerative engine. A quasi-steady model is introduced where the inertia of the working fluid is assumed to be negligible compared with the mechanical inertia of the rotating shaft. Based on this quasi-steady model, the transient model for the heat exchanger is employed to simulate the unsteady heat exchange in the recuperator. The effect of the thermal inertia of the recuperator metal on transient behaviors is analyzed by comparing the predicted results of the transient and steady state heat exchanger models. For several load change modes such as sudden increase, decrease and periodic variation, engine dynamic characteristics are investigated by applying a fuel control logic for the constant shaft speed. It is found that the thermal inertia of the recuperator metal has a dominant effect on the whole engine dynamic behavior.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권6호
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• pp.381-388
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• 2000

Czochralski 결정 성장 시스템에서 baroclinic 불안정성에 의해 발생하는 유동과 온도 변동에 대해 실험적으로 고찰하였다. 실리콘과 유사한 프란틀 수를 갖는 Wood's metal을 작동유체로 사용하고, 일체형 자석 프로브를 제작하여 멜트의 회전 유속을 측정하였다. 측정 결과 회전 유속은 멜트 바닥에 비해 자유 표면에서 빠르고 특히 결정 근처에서 유속이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 도가니 회전 속도를 증가시키면서 속도와 온도 변동을 관찰한 결과 Ro<1.01, Ta>$9.63{\times}10^8$인 영역에서 baroclinic 불안정성이 나타나고, 이 영역에서 유동과 온도가 동일한 주파수를 가지고 변동하였다.

• 에너지공학
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• 제13권4호
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• pp.267-274
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• 2004

스크린 메쉬윅 및 소결윅 히트파이프의 열수송 한계를 예측하기 위한 이론적 해석을 수행하였다. 히트파이프의 직경은 8mm이고 작동유체는 물을 사용하였다 250메쉬 조건에서, 각각의 유효 모세관 반경(r$_{c}$ ), 기공률($\varepsilon$), 투과율(K)을 토대로 작동온도와 윅 두께 그러고 경사각에 따른 모세관압력과 열 수송 한계, 열 저항을 분석하였다. 작동온도가 높고 윅 두께가 증가할수록 모세관한계가 높아졌으며, 대체로 소결윅이 스크린적보다 높은 열수송 한계를 나타냈다. 스크린윅의 열저항이 소결윅보다 높았으며, 두 가지 모두 윅 두께가 증가함에 따라 열저항이 선형적으로 상승하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.149-156
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• 1999

초크랄스키 결정성장계의 산소농도에 영향을 주는 유동거동에 대한 정보를 얻기 위해 저온모델을 이용하여 실험적으로 초크랄스키 멜트에 내의 유속을 측정하였다. 실리콘 멜트와 유사한 프란틀(Pr) 수를 갖는 저 융점의 Woods metal을 작동유체로 채택하였다. 전기 전도성을 갖는 유체에서 속도 측정이 가능한 일체형 자석 프로우브(Incorporated magnet probe)를 제작하여 멜트 내부의 여러 지점에서 유속을 3차원저긍로 측정하였다. 측정 결과 관찰된 속도장은 자연대류가 지배적이며 비축대칭적인 유동양상을 나타내었다. 또한 멜트의 두 지점에서 동시에 측정된 온도 데이터로부터 상관계수 및 도가니 회전에 의한 온도 wave의전파를 분석한 결과 상관계수의 크기는 기존의 소형 실리콘 멜트의 연구에서 구한 값보다 작게 나타났으며 이러한 현상은 규모가 큰 멜트의 유동은 난류인 거동이 더 강해지기 때문에 발생하는 것으로 파악되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1058-1062
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• 2004

High-temperature cylindrical stainless steel/sodium heat pipe was manufactured and tested under long-term operation. The container material was stainless steel 316L and the working fluid was sodium. The heat pipe was 25.4 mm in diameter and 1000 mm in length with a two-layer screen mesh wick. The evaporator part was 600 mm and the condenser part was 300 mm in length. Total measurement points on heat pipe were 15 points and 12 points were located in condenser part. The heat pipe was heated for 142 days(3400 hours) at $800^{\circ}C$. In the test period, the maximum temperature difference was increased from $18^{\circ}C$ o $28^{\circ}C$ and the maximum thermal resistance was as low as $0.015^{\circ}CW$.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제7권1호
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• pp.64-78
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• 1983

In nucleate boiling, bubbles are created by the expansion of entrapped gas or vapor at small cavities in the surface of heat transfer. Namely, surface roughness is the important factor of heat transfer. This paper deals with the characteristics of boiling curve according to surface roughness. Freon-113 is used as the experimental fluid. The results are as follows; 1. In the case of the same as "q=C$\Delta$T$^{n}$ ", the lower numberical index "n", the larger heat transfer coefficient and the lower wall superheat "$\Delta$T" is obtained for the rougher surface. 2. In the working of every kind of heat transfer sruface with boiling, improvement of capabilities of heat transfer can be devised by adding suitable roughness on the heat transfer surface. 3. When the metal nets of moderate mesh number are established, the capabilities of heat transfer can be improved in evaporation of liquid in vessels. But in the case that the sucession of bubbles in checked by using the nets which are too tight, the generation of bubbles union decreases critical heat flux. decreases critical heat flux.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제24권4_2호
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• pp.509-515
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• 2021

In this study, a pressure vessel for a heat pipe was fabricated by bonding a metal thin film using a polymer compound sheet. In order to confirm the applicability of the experimentally manufactured copper material thin heat pipe of 0.6 mm or less, the pressure resistance and effective thermal conductivity for pressure generated according to the type of the working fluid of the heat pipe were evaluated to suggest the commercialization potential of the thin heat pipe. As a result of evaluating the pressure resistance and effective thermal conductivity performance of the thin heat pipe, the following conclusions were drawn. 1) Using a PEEK-based polymer compound sheet, it was possible to fabricate a pressure vessel for a thin heat pipe with a pressure resistance of up to 1.0 MPa by bonding a copper thin film, and the possibility of commercialization was confirmed at a temperature below 120 ℃. 2) In the case of the effective thermal conductivity performance evaluation test, the effective thermal conductivity of ethanol was higher than that of FC72 and Novec7000, and in the case of ethanol, the maximum effective thermal conductivity was 2,851 W/mK at 3.0 W of heating.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.54-62
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• 2016

열을 전기로 바꾸는 장치로 가장 효율이 우수한 장치인 AMTEC은 알칼리금속을 작동유체로 하여 열을 직접적으로 전기로 변환시키는 장치이다. AMTEC은 저압용기, 고압용기, 베타 알루미나 고체 전해질, 그리고 순환윅으로 이루어져있다. AMTEC에서의 열손실은 주요하게 저압용기에서의 BASE와 응축부 사이에서 발생하는 열복사손실이며, 암텍의 발전량은 BASE의 온도유지력에 영향을 받기에 BASE의 표면온도를 고온으로 유지시켜주어야 고효율 발전량은 일정하게 유지할 수 있다. 이를 위하여 저압챔버에서의 복사 열손실을 줄이고 BASE온도는 상승시키고, AMTEC 시스템의 발전량 향상을 위하여 저압용기 내부의 6가지 형태의 열복사차단막에 따른 출력을 전산유체해석을 통하여 분석하였다. 분석에서 최적의 열복사차단막 형상은 수직부에 곡률을 가질 때이며, 그 때의 온도에 대한 무차원수(응축부온도/BASE온도 비)는 0.665 정도이고 출력은 약 17.69 W 정도로 다른 형상에 대비하여 높은 발전량을 갖는 것으로 계산되었다. 높이에 따른 발전량의 차이에서는 수평차단막이 BASE 상부로부터 멀리 떨어진 경우 발전량이 가장 우수하며, 17.58W 정도로 나타났다. 여러 개의 작은 홀과 다중 수평차단막을 설계한 경우는 기준이 되는 형상보다 오히려 발전량이 감소하였으며, 각각 0.91W, 2.06W 정도 감소하였다.

• 에너지공학
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• 제12권1호
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• pp.17-22
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• 2003

본 연구는 소형 CPL히트파이프의 제작 및 작동 특성에 대한 기초 지식을 얻기 위하여 수행되었다. CPL 히트파이프는 중력장 내에서 먼 거리까지 효과적으로 열을 이송할 수 있는 능력을 가지고 있다. 컴퓨터 칩에서 발생되는 열을 냉각하기 위하여 원판형 증발부로 구성된 소형 CPL을 설계 및 제작하여 그 작동 성능을 실험하였다. 두께 3mm, 직경 50mm의 원판형 청동 분발 소결 (equation omitted)를 사용하여 작동유체를 순환하기 위한 압력 구배를 얻을 수 있었으며 작동유체는 에탄올을 사용하였다. 실험은 응축부의 주위온도를 13$^{\circ}C$로 고정시킨 후 각각 다른 열부하에서의 CPL 작동 상태를 확인해 보았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.668-671
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• 2007

A numerical study was conducted on a simplified model of a high-temperature solar receiver which incorporates liquid-metal heat pipe. The objective of this paper is to compare the isothermal characteristics of the heat pipe receiver with the conventional receiver utilizing convection of molten salt as heat carrier. The solar receiver was assumed to be subject to a concentration ratio between 50 and 1,000 to supply high-temperature heat to a stirling engine for electric power generation. For simplicity of the analysis, a cylindrical geometry was assumed and typical dimensions were used based on available literature. The heat pipe had a shape of double-walled cavity and the working fluid was a sodium. The analysis was performed assuming that the radiation heat flux on the inner walls of the receiver was uniform, since the focus of this study was laid on the comparison of the conventional type and heat pipe type receiver. The results showed that the heat pipe type exhibited superior performance when the operating temperature becomes higher. In addition, to explore the advantage of the heat pipe receiver, the channel shape and dimensions should be adjusted to increase the heat transfer area between the wall and the heat trnasfer medium.