• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.593-595
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• 2011

본 논문은 전산해석을 통하여 일반적으로 가솔린엔진에 적용되는 오일분리기의 성능을 분석하였다. 현재 상용화된 제품을 해석한 결과 Labyrinth부분에서는 포집 능력이 거의 없는 것을 확인하였다. 오일입자 포집효율이 전체적으로 분포되지 않고 5개의 작은 홀이 있는 격판 부분에서만 집중적으로 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 일반적인 Cyclone형태의 오일분리기보다 압력강하량이 높은 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1016-1023
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• 2012

열교환기는 다수의 원관으로 구성하고 있기 때문에 원관 주위에서 국소열전달과 압력강하의 해석, 크기의 성능과 추산, 경제성으로 설계 시 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 어긋나기배열 직교류 열교환기에서 물의 온도 및 공기량 변화에 따른 대류열전달계수, 대수평균온도차, 압력손실 등을 고찰하기 위하여 실험 및 해석을 수행하였다. 본 열교환기는 관군이 5행 7열 어긋나기배열로서 구성하였으며, 실험 및 해석 조건은 물의 온도는 $40^{\circ}C{\sim}65^{\circ}C$ 범위이고, 공기량은 $5.0{\sim}12.3m^3/s$ 범위이다. 그 결과로서 물의 온도 및 유량을 증가함에 따라 공기밀도가 감소하여 유속도 낮아지는 특성을 보여 레이놀즈수가 감소하고, 공기량 증대로 평균열전달계수가 증가하여 전열성능은 향상됨을 알 수 있었고, 압력손실도 증가하였다. 그리고 해석결과로서는 열전달율의 경우는 약 8~12%, 압력강하는 약 0.01~7.5% 오차를 나타내어 본 연구의 적합성을 평가할 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권1호
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• pp.83-90
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• 2020

판형 열교환기는 1920년대부터 본격적으로 상업화되었으며, 이후 판형 열교환기의 기본 컨셉은 지금까지도 거의 변화가 없었지만 고온, 고압 그리고 대용량 열교환에 적용되기 위해 설계 및 제작 방법들이 혁신적으로 발전하여 지금에 이르게 되었다. 판형 열교환기의 개발 트렌드는 전열 효율이 좋으면서 압력강하가 낮고 또한 유체 분배가 잘되는 전열판의 개발과 일치한다. 본 연구에서는 이러한 트렌드를 만족시키는 선박용 중속엔진 오일 냉각용 판형 쿨러 개발과 관련된 주요 과정들을 소개하고, 또한 개발된 판형 오일쿨러의 전열성능을 실험적으로 분석하여 이에 대한 결과를 제공하고자 한다. 본 연구에서 판형 쿨러는 구조적 특징으로 인해 직접 판벽 온도를 측정할 수 없어 수정된 Wilson Plot 방법을 응용하여 열전달계수를 구하였다. 오일-물 실험 전에 물-물 실험을 통해 우선 물측의 열전달계수와 압력강하량을 구하였고, 그 결과를 바탕으로 오일측의 열전달계수를 구하였다. 양측 모두 유량 증가에 따라 열전달 성능은 증가하였지만, 압력강하량도 동시에 증가하였다. 그리고 실험을 통해 본 연구에서 개발된 판형 오일쿨러가 개발목표치를 성공적으로 달성하였음을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2075-2080
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• 2013

본 논문에서는 RE엔진에 적용하기 위한 냉각수 코어를 CFD 기술을 활용하여 개발하였다. 개선 모델은 배기밸브 주위와 사이의 온도를 저감하기 위한 냉각수 우회부를 추가하였다. 2번 실린더 블록 주위와 배기밸브 사이의 유량이 증가하였기 때문에, 베이스 모델대비 개선 모델의 유량 정체가 개선되었다. 결과적으로, 배기밸브 주위에서의 열전달이 향상되고, 전 유량 구간에서 기존 모델 대비 약 5%의 압력 강하량 저감 효과를 보이는 개선 모델을 얻을 수 있었다. 압력 강하량의 저감은 상응하는 냉각수 펌프의 부하를 저감하고 연비에 긍정적 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권2호
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• pp.73-88
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• 1989

5개의 기존모델과 상관관계식에 기초한 10가지의 2상류 전체 압력강하 예측방법을 그 정확도와 가압경수로 운전 조건하에서의 적용도를 함께 검증하였다. 이 10가지 방법을 209개의 국부 및 전체비등 조건하의 실험치에 대해서 검증하였다. 각 상관관계식을 다른 범위의 압력과 질량속도 및 건조도에 대해서 평가하여 각각의 적은 데이터 군(Subsets)에 가장 잘 맞는 모델을 찾아냈다. 주어진 상태량(Property) 범위에 대해 가장 잘 맞는 기존 상관관계식과 그 상관관계식이 가진 예측오차를 보정하기 위한 수정계수를 사용하여 2상류 전체 압력강하를 계산하는 'K-TWOPD'라고 명명한 전산코드를 개발하였다. 이 전산코드의 평가 결과를 보면 기존 상관관계식의 실험치와의 오차범위는 대체로 $\pm$25%이상인데 비하여, 본 연구에서 제시한 방법은 사용한 모든 데이터를 95%의 확신도에서 $\pm$11% 범위이내로 실험치와 일치하고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.723-729
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• 2016

본 연구에서는 핀-관형 히트파이프와 평행류형 히트파이프 제작하여 시험하였으며 분리형 히트파이프의 작동유체의 충진량은 40~60(% vol.), 풍량은 300~1,400 사이에서 변화시켜가며 온도교환 효율, 열회수량, 공기측 압력강하를 비교하였다. 온도교환 효율은 두 종류의 히트파이프 모든 경우에서 저 풍량에서는 작동유체 충진량이 40(%vol.)일 때가 가장 높았으며 풍량이 증가함에 따라 최대 효율을 가지는 작동유체 충진량이 다름을 알 수 있었고, 환기량이 작을수록 온도교환 효율이 높게 나타났다. 평행류형 히트파이프 60(%vol.)의 실험결과에서 보는 것과 같이 작동 유체를 너무 많이 충진하게 되면 오히려 낮은 온도교환 효율을 보이는데 이는 관벽의 액막이 두터워지면서 열전달 효과를 악화시킨 결과로 최적 충진량이 40~50(%vol.) 사이에 있음을 알 수 있다. 풍량 변화에 따른 공기측 압력강하 비교에서는 증발부 히트파이프가 응축부 히트파이프 보다 크게 계측 되었는데 증발부 표면에 생긴 결로수의 영향으로 생각된다. 평행류형 히트파이프는 핀-관형 히트파이프와 비교하여 냉매 충진량은 48%, 체적은 41%에서 동등이상의 성능을 보였으며, 공기측 압력강하도 37% 정도로 좋은 성능을 나타내었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.383-388
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• 2002

본 연구에서 구성한 바이오필터 시스템은 암모니아 가스를 대상으로 여러 조건에서 성능을 구명하였으며, 필터 설계시 중요 인자인 송풍량, 온도, 함수율, 압력강하, 체류시간들간의 관계를 구명하였다. 필터 내부의 온도 변화는 체류시간 및 압력손실에 거의 영향을 주지 않았으며, 함수율의 변화가 체류시간과 압력손실에 미치는 영향은 함수율 값이 증가할수록 체류시간은 감소했으며 반대로 압력손실은 증가하는 결과를 보였다. 이는 필터 내부의 공극률 변화로 생긴 결과라 판단된다. 송풍량은 바이오필터 효율에 절대적으로 영향을 미치며 송풍량이 증가할수록 체류시간은 감소하며 초기 제거율도 떨어진다. 미생물의 투입 여부에 따른 제거율은 미생물 접종을 하지 않은 경우 초기 흡착에 의한 영향으로 제거율이 높다가 시간이 지남에 따라 차츰 낮아져 90% 이하로 떨어지는 경향을 보였고, 균주를 접종한 경우에 있어서는 시운전 기간 동안 거의 100% 가까운 제거 성능을 보였다. 본 연구는 실험실에서 암모니아 가스만을 대상을 하여 실험하였다. 따라서 실제 축사에서 발생하는 다양한 성분의 악취와 농도에 대한 성능 검증과 개선에 대한 연구가 보다 장기간에 걸쳐 이루어져야 할 것이다. 또한 소요되는 에너지와 운전비용의 절감 등의 유지관리, 바이오필터와 타 방식과의 조합, 그리고 다양한 전처리 방식의 개발 등 여러 측면에서 바이오필터 성능 개선에 대한 연구가 병행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권11호
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• pp.70-75
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• 2006

조종실 여압시스템은 압력스케쥴, 압력조절 공차, 정상 및 비정상 작동시의 최대 압력변화율 및 조종실로 유입되는 최대 공기변화량과 같은 설계한계에 적절히 응답하도록 설계하여야 한다. 본 논문에서는 T-50 고등훈련기 조종실 여압시스템에 대한 압력강하 해석과 비행시험결과가 소개되었다. 압력강하 해석을 통하여 여압밸브의 출구면적을 계산한 후 무여압 구간에서의 압력공차를 예측하였다. 예측된 결과를 이용하여 D사의 여압부품을 선정하였고, 예측된 압력공차는 비행시험의 결과와 잘 일치하였다. 결론적으로 비행시험을 통하여 T-50 고등훈련기 여압시스템이 MIL-E-18927 설계기준을 만족하였다

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.277-277
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• 2011

본 논문은 $CO_2$ 히트펌프용 모세관의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 모세관 길이 예측에 대해서 이론 및 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발온도, 가스냉각기 냉각압력, 냉매유량, 모세관의 관경 등이다. 몇몇연구자들의 자료를 바탕으로 $CO_2$ 모세관 길이를 예측할 수 있는 수학적 모델식을 작성하였다. 그리고 단열 모세관 팽창장치내 $CO_2$의 증발온도, 냉매유량, 냉각압력 등에 대해서 실험한 결과, Fig. 1에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 증발온도는 감소하는 것을 알 수 있다. 그리고 증발온도에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스(flash gas)의 발생으로 인해 액상의 양보다 기상의 양이 많아지고 액상의 압력강하보다 기상의 압력강하가 휠씬 더 크기 때문이다. 또한 증발온도에 대한 실험값과 예측값은 6.5~9.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 2에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량은 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 모세관 길이가 증가할수록 냉매 압력강하가 더욱더 증가하기 때문이다. 그리고 냉매유량에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. 이는 전술한 증발온도와 동일한 이유로 실제 $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스의 발생량이 많아지기 때문이다. 또한 냉매유량에 대한 실험값과 예측값은 0.64~10.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 3에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉각압력은 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 증발온도가 일정한 경우 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량이 감소하여 압축기 토출측 온도(압력)가 상승하기 때문이다. 그리고 냉각압력에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 낮게 나타났으며 실험값과 예측값은 1.04~3.7% 이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라서 본 연구에서는 수송기계용 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.548-557
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• 2002

본 연구는 스털링 기관의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 재생기의 설계에 적합한 축열재를 찾을 목적으로 단일 철선 종류(ø0.7, ø0.9, ø1.2, ø1.6, ø2.0, ø2.7), 복합 철선 4종류 (ø1.6-ø1.2, ø1.2-ø1.6, ø0.9-ø1.2, ø1.2-ø0.9), 철망-철선을 서로 다르게 혼합한 축열재 8종류(150-ø0.9, 150-ø01.2, ø0.9-150, ø1.2-150, 150-ø0.9-150, 150-ø1.2-150, 150-ø1.6-150, 150-ø2.0-150)을 공시 축열재로 하여 스털링 기관의 운전조건과 동일한 왕복 유동 상태에서 축열재의 삽입 방법에 따른 온도 분포 및 압력 강하 특성에 관한 실험을 수 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 단일 철선을 축열재로 사용한 경우, 재생기 양단의 온도차는 단일 철선의 직경이 작을수록 커지는 경향을 보였으나, 양단의 압력 차는 단일 철선의 직경이 커질수록 작아졌다. 단일 철선 ø0.7과 ø0.9의 성능은 이들 2종류의 공시 축열재의 성능을 비교하기 위하여 재생기 양단의 온도차 증가에 따른 기관의 압력증가량과 압력강하 곡선의 차를 비교한 결과, 거의 비슷함을 알 수 있었으며 최적치를 나타냈다. 2. 복합 철선 4종류의 경우, 가열부 쪽에 ø1.2, 냉각부 쪽에 ø0.9를 삽입한 것이 반대로 삽입한 것보다 재생기 양단의 온도차가 큰 반면, 압력 차는 적으므로 재생기 축열재로서 더 적합한 것으로 나타났다. 복합 철선을 사용할 경우 가열부 쪽보다 냉각부 쪽에 철선 직경이 작은 것을 삽입하는 것이 효과적임을 알 수 있다. 또한 철선의 직경이 큰 것의 조합보다는 직경이 작은 철선의 조합이 재생기 양단의 온도차가 큼을 알 수 있다. 3. 철망-철선 혼합재를 축열재로 사용할 경우 재생기를 반으로 나누어서 가열부 쪽에 철선을, 냉각부 쪽에 철망을 삽입한 것이 반대로 삽입한 것보다 재생기 양단의 온도차는 높게 나타났고, 재생기 양단의 압력 차는 낮게 나타났다. 재생기 축열재로서 철망-철선을 사용할 경우 철선-철망 ø1.2-150이 전열 표면적은 작으나 재생기 양단의 온도차가 가장 큰 것으로 나타났으며 재생기 양단의 압력 차는 가장 낮게 나타나 공시 철망- 철선 혼합 축열재중 가장 우수함을 알 수 있다. 4. 철망사이에 철선을 삽입한 축열재의 경우, 철망사이에 삽입한 철선의 직경이 큰 것이 철선의 직경이 작은 것보다 재생기의 양단의 온도차가 높게 나타났고 재생기 양단의 압력차는 작게 나타났다. 그러므로 철망사이에 철선을 삽입한 것 중 성능이 우수한 것은 150-ø2. 0-150으로 나타났다. 5. 실험한 재생기 축열재들 중에서 성능이 우수한 것들을 비교한 결과, 복합 철선 ø1.2-1 50이 가장 성능이 좋은 것으로 나타났다.