• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06e
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• pp.727-732
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• 2001

The purpose of this study is to compare the time mean velocity distribution, the time mean kinetic energy, and the time mean turbulence intensity between vertical and horizontal flow fields in a coaxial circular pipe by PIV measurement. Experiments are performed at a Reynolds number 2,000, measuring regions divided as the section regions A, B, C, D in flow fields. The angle of the high-frequency ultrasonic is selected in the direction of $45^{\circ}$ to the flow axes and it is reflected several times. In results, it is clarified that the effect of gravity is given in the vertical flow field compared with the horizontal flow field and the ultrasonic affects the turbulence enhancement. And kinetic energy and turbulence intensity with ultrasonic are shown slightly bigger than those in flow field without it.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.1294-1303
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• 1993

The fully developed turbulent momentum and heat transfer induced by the square-ribed roughness elements on the inner wall surface in concentric annuli is studied analytically based on a modified turbulence model. The analytical results of the fluid flow is verified by experiment. The resulting momentum and heat transfer are discussed in terms of various parameters, such as the radius ratio, the relative roughness, the roughness density, fluid Reynolds number and for heat transfer, fluid Prandtl number. The study demonstrates that certain artificial roughness elements may be used to enhance heat transfer rates with advantages from the overall efficiency point of view.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.5
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• pp.1012-1022
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• 1989

Numerical analysis has been performed on three-dimensional natural convection in inclined concentric annuli with the nonuniform temperature distribution of the inner cylinder. The governing equations are numerically solved by successive over-relaxation methods for various inclination angles at $R_{a}$=3*10$^{4}$, $P_{r}$=7.0 and $r_{1}$ / $r_{2}$=0.6. Temperature and Nusselt number distributions are obtained and calculated results are compared with those of published uniform temperature distributions. It is found that the mean Nusselt numbers for the nonuniform temperature distributions increase more than those for the uniform temperature distributions by about 9. 6% at .delta.= 0.deg., 7.5% at .delta. = 30.deg. and 4.6% at .delta. = 60.deg.. In the case of .delta. = 0.deg., the maximum local Nusselt numbers on the inner and outer cylinder walls show at .xi. = 0.5, 1.5 of .psio=100 .deg. and .xi. = 0.4, 1.6 of .psi. = 180 .deg.. But in the case of .delta. = 30.deg. and .delta. = 60.deg., the maximum local Nusselt numbers on the inner and other cylinder walls show at .xt. = 0.0 of .psi. = 180 .deg. and .xi. = 2.0 of .psi. = 180 .deg...

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.6 no.2
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• pp.147-159
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• 1982

내부에 정방형, 외부에 원형인 두 정온동심수평관으로 이루어진 폐쇄공간에서 열부력으로 야기된 대류열전달 현상을 연구하였다. 주어진 비정규적 형상에서의 층류 정상 Boussinesq 유동을 해 석하기 위하여, 지구중력방향에 대하여 가능한 두 개의 대칭형 위치에 관하여, Galerkin 유한요 소법을 사용하였다. 이론의 결과를 확증하기 위하여 실험적으로도 온도측정과 유선의 가시화를 수행하였다. 정방형내관의 직각인 선단은 국소 및 총체열전달에 있어서 소극적인 역할을 하지만, 이들로 인한 경계층 유동의 박리는 발생하지 아니함을 보였다. 이 내관의 상부 수평면상에서는 유동속도와 온도구배가 낮기는 하나 확연한 대칭형의 열상승류(Plume)가 가능하였다. 내관의 벽면들이 지구중력방향에 관하여 .+-.45.deg.의 각을 이룰 경우 과류의 중심부가, Rayleigh수가 6.5*$10^{4}$보다 작을 때는 4개, 이보다 클때는 2개가 폐쇄공간 안에서 발생하였다.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.29 no.2
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• pp.74-81
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• 1987

지표에서 토양속으로 흐르는 물의 침수를을 동심원관형침수계를 사용하여 측정하였다. 내부관과 외부관을 비교함으로서 침투율 측정시 침투계 바깥쪽으로 흐르는 수평방향으로 흐름을 예상할수 있으며 서로 다른 초기함수조건에서 침투율을 측정, 비교함으로써 초기함수 상태의 침투율에 대한 영향을 고찰하였다. 측정치를 분석한 결과 예상한 대로 바깥쪽으로 흐르는 수평방향의 토양수분으로 인하여 외부관에서의 침투율이 내부관에서 보다 평균90% 컸으며, 또 초기 함수량이 작은 경우가 큰 경우보다 침투율이 켰다. 침수가 끝난 후 재분배시의 토양 수분 흐름은 수리지표를 검사함으로써 추정하였다.수평 및 수직방향의 수리지표는 다단 텐시오미터(multiple-depth tensiometer)를 사용하여 토양속의 공극수압을 측정하여 계산하였다 수리지표를 검사한 결과 재분배시 수평방향의 토양수분 흐름은 일정한 방향이 아니라 경우에 따라서 원관 침투계의 중심쪽으로 또는 바깥쪽으로 흘렀다. 이느 토양의 물리적 성질이 장소에 따라서 균일하지 않았음에 기인한 것이라 판단된다. 재분배시 수평 및 수직방향의 평균수리지표의 비율을 검사한 결과 시간이 경과할수록 비율이 감소 되었으며 또 깊이가 깊어질수록 감소하였다.이는 즉 시간이 지날수록 깊이가 깊어질수록 토양수분 흐름의 수평방향 성분이 감소한다는 것을 나타낸다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.17 no.4
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• pp.328-335
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• 1988

Natural convection in annuli between the horizontal and vertical concentric cylinders for ratio of the inner to the outer radius, $R_1$=0.85, 0.35 has been studied by the numerical analysis. Governing equations are numerically sloved by means of Successive over-relaxation methods. It is found that maximum local Nusselt number, $Nu_{1.max}$ at the inner cylinder and $Nu_{2.max}$ at the outer cylinder for $R_2$=0.35 have maxima at ${\phi}=0^{\circ}$, ${\phi}=180^{\circ}$ ${\xi}=0.4$, 1.6 for horizontal cylinder and at bottom, top for vertical cylinder, respectively. In the present study, mean Nusselt numbers at the vertical cylinder increased more than that at the horizontal cylinder by about 64% for $R_1$=0.35.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.32 no.1
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• pp.63-67
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• 2021

Accurate measurements of the heat transfer coefficients of concentric annular space for the test section is important to measure the tube-side heat transfer coefficients of working fluids. This paper presents the annular side heat transfer coefficients of concentric annuli with variation of tube diameter ratios using Wilson plot method. The test facility has a straight, horizontal test section with an active length of 3.0 m. Inner/outer diameters of test tubes are 7.0/7.5 and 8.0/8.56 mm, respectively. An outer diameter of annulus side is 16.0 mm. The test results show that convective heat transfer coefficients in annuli increase with annular diameter ratio. The correlations for convective heat transfer coefficients in annuli are also developed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.231-234
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• 2005

수소 기반의 에너지 사회는 중소규모 분산 발전과 연료 전지 자동차에서 시작될 거라는 예측이 지배적이다. 가정용 고분자 연료전지 시스템은 상업화에 가장 가까운 소규모 분산 발전 시스템중의 하나이며, 에너지기술연구위원에서는 가정용 고분자 연료전지에 수소를 공급하기 위한 천연가스 수증기 개질시스템의 개발을 진행해 왔다. 효율 향상과 제작의 용이성, 그리고 소형화에 초점을 맞추어 개발된 prototype-I은 $2.0Nm^3/hr$의 순수 수소 생산 용량을 가지고 있으며, 수증기 개질기와 수성가스 전이 반응기 수중기 생성 장치, 그리고 반응열 공급에 필요한 버너 등을 이중 동심원관에 통합한 형태이다. 수중기 개질과 수성가스 전이 반응을 거쳐 나오는 개질 가스의 조성은 $72.3\%\;H_2,\;4.8\%\;CH_4,\;0.7\%\;CO,\;22.2\%\;CO_2$이며, 이때 S/C 비율은 2.5였다. 고분자 연료 전지 공급 시 요구되는 CO 농도가 10ppm 이하이기 때문에, 본 시스템에는 선택적 산화 반응기를 2단으로 설치하여 CO. 농도를 10ppm 이하로 낮추어주었다. 전체 시스템의 열효율은 LHV 기준으로 $68\%$. Prototype-I의 운전을 통해 설계 개선안을 도출하였으며, 이를 적용해 제작한 prototype-II가 시험 운전 중이다,. 통합된 개질 시스템에서는 각 단위 반응기사이의 열교환을 최적화하여 단위 반응들이 적정 온도 범위에서 일어나도록 유도하는 것이 중요하다. Prototype-II는 수증기 개질 반응기와 WGS 반응기, 수증기 생성 장치 사이의 열교환율을 향상시켜 농도를 $2.5\%$로 감소시키면서 CO의 농도는 $1\%$이하로 유지하였다. 이 결과를 바탕으로 얻어진 메탄 전환율은 $87\%$이고, 열효율은 LHV 기준으로 $75\%$이다. 아울러 개선점을 적용한 선택적 산화 반응기를 제작하였다. 개질 가스와 산소의 혼합을 유도하고, 반응기 온도의 제어를 통해 선택적 산화 반응의 속도와 선택성을 향상시키고자 한다. 시스템의 운전을 통해 메탄 전환율과 열효율의 개선을 진행할 예정이다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.12
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• pp.967-972
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• 2013

A MILD (Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustion, which is effective in the reduction of NOx, is considerably affected by the recirculation flow rate of hot exhaust gas to the combustion furnace. The present study used the MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. A numerical analysis was accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of coanda nozzle geometrical parameters, nozzle passage gap length, nozzle passage length, nozzle angle and expansion length. The optimal configuration of coanda nozzle for the best entrainment flow rate was gap length, 0.5 mm, expansion angle, 4o and expansion length, 146 mm. The nozzle passage length was irrelevant to the exhaust gas entrainement.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.2
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• pp.103-108
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• 2012

A MILD (Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustor decreases NOx formation effectively during the combustion process and NOx formation is affected significantly by the exhaust gas entrainment rate toward fuel and air. The present study focused on the new MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the new MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. The connection pipe is set between the outer side and the inner side tubes and coaxial air nozzle is inserted at the center of the connection pipe. A numerical analysis is accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of air nozzle exit velocity, nozzle diameter, nozzle exit position and exhaust gas side pressure. The entrainment rate is proportional to the square root of air nozzle exit velocity and negatively proportional to the pressure difference between the exhaust gas side and furnace side pressures. The effect of air nozzle exit position is not considerable on the exhaust gas entrainment.