• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.103-103
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• 2017

증발기의 형태에 따라 수치적 해석을 진행하면서 최적의 효율을 나타낼 수 있는 증발기를 설계하는 것이 중요하다. 증발기의 수치적 해석은 EES 프로그램을 이용하여 진행되었으며, 계산의 검증은 자사의 제품의 성능과 비교하면서 검증하였다. 증발기의 수치적 해석의 구성은 지배방정식과 연속방정식을 이용하여, 냉매의 총괄열전달계수, 관내외벽의 열전도율, 공기의 총괄열전달계수를 이용하여 총괄열전달계수를 계산하였으며, 총괄열전달계수를 이용하여 증발기의 열량을 계산하였다. 증발기의 수치적 해석과 자사 제품 5개의 제품과 비교하였고, 평균적으로 약 10%의 오차율을 보였다. 신뢰성이 확보된 계산식을 이용하여 Fin의 간격, 단위 질량유량, 열 교환 코일 길이, 풍량의 조건을 각각 변동시켜 증발기 열량 비교를 하며 경향성을 고찰하였다. Fin의 간격을 1mm에서 20mm으로 0.5mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 핀 간격이 좁으면 공기 유속이 빨라져 열 교환 효율이 낮아지며, 반대로 넓어지면 냉매 유량에 비해 공기 유량이 많기 때문에 열 교환 효율이 낮아진다. 열 교환 코일 길이를 500mm에서 2400mm으로 50mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 열 교환 코일 길이가 길어질수록 배관의 마찰력과 냉매의 온도 상승으로 인하여 공기 온도와의 온도 차이가 줄어들어 열 교환 효율은 낮아진다. 풍량을 20cmm에서 400cmm으로 10cmm 간격으로 변화 시켰을 경우, 일정 풍량 이상 올라가면 공기 유속이 빨라져서 열량이 낮아지는 경향을 보인다. 질량유량을 3g/sec에서 174g/sec으로 4.5g/sec 간격으로 변화 시켰을 경우, 질량 유량에 따라 비례적으로 열량이 높아지는 경향을 보이다가 일정 질량 유량 이상에서는 공기 풍량에 비해 냉매 유량이 많기 때문에 반비례적으로 열량이 낮아진다. 이처럼 증발기의 설계는 Fin 간격, 열 교환 코일 길이, 풍량, 질량유량 등을 복합적으로 고려하여 증발기 설계를 해야 하며, 저장고의 크기, 부하, 사용목적에 따라 최적화된 증발기를 설계하여야 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.38-38
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• 1999

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 핵융합 실험 장치의 진공용기 및 진공용기 내부의 플라즈마 대향 부품들은 초고진공 (5$\times$10-9 Torr)의 달성을 위해 진공용기 내부의 이물질(H2, H2O, CO, CO2, CH4 등) 제거를 목적으로 SS316LN인 진공용기는 25$0^{\circ}C$, 탄소 물질인 플라즈마 대향부품은 35$0^{\circ}C$ 정도까지 가열(이하 베이킹)할 필요성이 있다. 이 가열방법으로 고온 질소가스를 진공용기 이중벽 사이로 흘려주는 방식과 코일에 저주파 교류전류를 흘려 진공용기를 유도가열하는 방식이 고려되고 있는데, 유도가열방식은 최대 유도 전력이 70kW 정도로 실제 베이킹에 필요한 열량을 공급하는데 있어 적잖이 부족하며 또 국부적인 가열 특성으로 인하여 KSTSR의 베이킹 방식은 전자의 가열방식을 우선적으로 채택하고 있다. 본 논문에서는 0-차원 해석을 통하여 진공용기와 플라즈마 대향 부품들에 대한 베이킹 계획을 결정하고 이를 만족시키기 위해 투입해야 할 열량을 직선적으로 증가하는 온도 곡선에서 각 부분의 온도 상승률을 다르게 설정한 세 경우와 F-자 형태로 변화하는 온도 곡선의 경우에 대해 각각 적용하여 시간에 따른 필요열량을 비교.검토하였으며, 이를 근거로 안정적인 베이킹 계획을 선정하였고 이 베이킹 계획의 실현을 위해 투입해야 할 고온 질소가스의 유량과 온도 도달시간까지 매 시간에서의 가스온도를 산출하였다. 토러스 형상의 토카막 진공용기와 플라즈마 대향 부품 및 다층단열재에 대한 해석 모델은 길이가 유한한 0-차원 실린더 모델로 가정하였고, 이에 대한 기하학적 성질 및 열역학적 성질은 유효계수를 고려하여 산출하였다. 진공용기 이중 벽 내부로 흐르는 질소가스의 유량과 온도의 계산은 진공용기 내벽과 외벽을 각각 독립적인 열전달 요소로 가정하여 구성한 모델을 이용하였다. 전체 해석에서 각 열전달 요소의 비열 값은 온도에 따라 변화하는 비열의 특성을 반영하였으며. 진공용기와 플라즈마 대향 부품의 방사율(emissivity)은 앞서 가정했던 각 온도 상승 곡선에 대해서 각각 0.1, 0.2, 1.3의 경우를 가정하여 계산하였다. 직선적으로 증가하는 온도 상승 곡선중 2$0^{\circ}C$/hr의 온도상승율을 갖는 경우가 다른 베이킹 시나리오 모델에 비해 효과적이라 생각되며 초대 필요 공급열량은 200kW 정도로 산출되었다. 실질적인 수치를 얻기 위해 보다 고차원 모델로의 해석이 필요하리라 생각된다. 끝으로 장기적인 관점에서 KSTAR 장치의 베이킹 계획도 살펴본다.

• Clean Technology
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• v.12 no.2
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• pp.78-86
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• 2006

Computational analyses are conducted on the combustion characteristics of the coal- and the biomass-derived synthetic gases with low-Btu heating value in gas engine. Using thermochemical analyses on the synthetic gases, combustion pressure, temperature, exhaust gas composition, NO emission and engine power are predicted and the predicted results are compared with small-scale pilot engine test results. In order to investigate the unsteady combustion phenomena in gas engine combustion chamber, CFD analyses are carried out on the coal and the biomass synthetic gases and their computed results are compared to provide the guidelines for the design modification and the tuning of the gas engine burning the synthetic gases as alternative fuels.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.12 no.2
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• pp.24-31
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• 2004

A cylindrical constant volume combustion bomb is used to investigate the combustion characteristics and to analyzer the heat quantity of inhomogeneous charge methane-air mixture. To analyze the heat quantity, some definitions including the CHR ratio, the UHC ratio and the HL ratio are needed and are calculated. It is shown that the effect of stratification is not significant in case of the overall excess air ratio of 1.1, mainly due to the higher heat loss and lower thermal efficiency compared to those of homogeneous condition. In the case of the overall excess air ratio of 1.4, as the initial charge pressure decreases, the CHR ratio has been decreased while the HL ratio has been increased, Generally, as the initial charge pressure increases, the amount of injection mixture has been decreased and has resulted in lower mean velocity and turbulence intensity for injection mixture. Also, the injected mixture is too rich to result in mixing deficiency in combustion chamber. From these results, it could be possible to acquire the improvement of thermal efficiency and the reduction of heat loss simultaneously through the 2-stage injection in CNG direct injection engine.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.12 no.2
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• pp.17-23
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• 2004

A cylindrical constant volume combustion bomb is used to investigate the combustion characteristics and to analyze the heat quantity of homogeneous charge methane-air mixture under various initial pressures, excess air ratios and ignition times. As the overall pressure increase, the values of maximum combustion pressure, maximum heat release rate and cumulative heat release have been increased. But it is not very meaningful to compare with some values such as maximum combustion pressure, maximum heat release rate and cumulative heat release for different overall pressure due to the different heat energy of supplied fuel. So the each value is needed to be compared with normalized value, which is divided by the entered fuel energy. To analyze the heat quantity, some definitions including the CHR ratio, the UHC ratio and the HL ratio are needed and are calculated. As the overall pressure increase, the CHR ratios and the UHC ratios have been decreased, while the HL ratios have been increased. The CHR ratio of 300 ms has the higher value than that of 10000ms, and the HL ratios of 300 ms have a lower value.

• Journal of Energy Engineering
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• v.12 no.4
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• pp.320-327
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• 2003

A CFD (Computational fluid Dynamics) research is conducted for the investigation of the fuel alteration of MBTU (medium-Btu) gas in IGCC gas turbine combustor. The computational analysis method of the gas turbine combustor is constructed by incorporating MBTU gas reaction and fuel NOx models into commercial CFD code. With the use of the present analysis method, comparisons are made on the flow velocity, the chemical species and the temperature distributions, and on the flame shape and behavior of gas turbine combustor firing natural gas and MBTU gases (coal gas, heavy residue oil gas). Furthermore, the NOx formation characteristics and the turbine matching condition of the combustor are analyzed. Based on the computed analysis results, the present study provides the directions for the redesign and the design modification of IGCC gas turbine combustor firing MBTU gas as alternative fuel.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.2 no.2
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• pp.142-150
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• 2003

Turbulent flows and related heat transfer in a square heated duct is investigated by a turbulence model and a large eddy simulation. The cooling channel of calorimeter is modeled to the square duct. The nonlinear k-ε-fμ model of Park et al. [3] is slightly modified and their explicit heat flux model is employed. The Reynolds number is varied in the range 4000≤Reｂ≤20000. The heat transfer is closely linked to the secondary flows which driven by the turbulent motion. Its magnitude is 1~3% of the mean streamwise velocity. The relation of Nu~Re0.8Pr0.34 is validated by comparing with the predicted Nu of k-ε-fμ model. Finally, the coherent structures and thermal fluctuations are scrutinized.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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• pp.73-78
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• 2002

대부분의 산업용 가스터빈은 고발열량의 액체 및 가스연료를 사용하도록 설계되었다. 그러나 이러한 고발열량 에너지원인 석유나 천연가스등은 자원의 고갈, 가격문제 및 환경문제 등으로 인해 점차적으로 사용량이 줄어들 전망이다. 그러므로, 최근 들어 석유 및 천연가스를 대체할 수 있는 대체연료에 대한 맡은 연구가 이루어지고 있으며, 그 중에서도 중발열량 또는 저발열량 연료인 석탄가스 및 중잔사유 가스의 활용성에 대한 연구가 활발히 진행되고있다.(중략)

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.9 no.2
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• pp.121-132
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• 1997

The thermal behavior of' concrete can be ch;lracterized from a knowledge of concrete ternperatu1.e at early ages, environmental conditions, and cement hydration in the mixture. 'l'o account for thost. interactions, a computer model was developed for prwlicting the temperature pr.ol'ile in hnrdcning c o n c r c t ~ st.r~icture in terms of material and tmvironmcntal factors. The cerncnt hydration cha~.acteristics such as the activating energy, total heat 1ihei.atr.d. anti th\ulcorner degree of' hydration. can represent the internal heat gc,neration. In this study. th(> activating c1ncrgy and the tlcgree of' hydration curve were determined well fmm the rnortn~. compressive strength tests while total amount of heat liberated was determined by tht> isothermal calorimctcr method. The main purpose of' this study is to correlate measured tt>mperaturr distributions in a concrete st1,ucture during thc hardening process with the ~ c s u l t s computed f'ro~n theoretical considrl.ations. Using twodimensional heat transfer model, first. the importance of several parameters will be identified by a parametric analysis. Then, the tcmpcmture distribution of thc cylindrical concrete specimen in the laboratory was mensuwti and compared with that yielded by thc theoretical considel.ations.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.7
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• pp.353-362
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• 2019

Thermodynamic analysis of cascade refrigeration systems has attracted considerable research attention. On the other hand, a system evaluation based on thermodynamic analyses of the individual parts, including the evaporator, condenser, intercooler, expansion valve, etc., has received less attention. In this study, performance analysis was conducted on a cascade refrigeration system, which has an individual cooling and refrigeration evaporator, and equips the intercooler and air-cooled condenser in a series in a lower cycle. The thermo-fluid design was then performed on the major components of the system - upper condenser, lower condenser, cooling evaporator, refrigeration evaporator, intercooler, compressor, electronic expansion valve - of 15 kW refrigeration, and 8 kW cooling capacity using R-410A. A series of simulations were conducted on the designed system. The change in outdoor temperature from 26 C to 38 C resulted in the cooling capacity of the lower evaporator remaining approximately the same, whereas it decreased by 9% at the upper evaporator and by 63% at the intercooler. The COP decreased with increasing outdoor temperature. In addition, the COP of the cycle with the intercooler operation was higher that of the cycle without the intercooler operation. Furthermore, the increase in the upper condenser size by two fold increased the upper evaporator by 4%. On the other hand, the lower evaporator capacity remained the same. The COP of the upper cycle increased with increasing upper condenser size, whereas that of the lower cycle remained almost the same. When the size of the lower condenser was increased 2.8 fold, the intercooler capacity increased by 8%, whereas those of upper and the lower evaporator remained approximately the same. Furthermore, the COP of the lower cycle increased with an increase in the lower condenser. On the other hand, the change of the upper condenser was minimal.