• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제28권5호
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• pp.389-395
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• 1999

냉동공조설비, 발전설비, 화학플랜트설비 등에 사용되는 응축기는 주로 증기가 관의 외부에서 응축을 하고 냉각수가 관 내부로 흐르는 쉘-튜브(shell and tube)형 태를 취하고 있다. 초기투자비용 및 운전비용을 줄이기 위해서는 응축기의 열교환 성능을 향상시키는 일이 필수적이며 이를 위해 코팅 표면(coated surfaces), 거친 표면(rough surfaces), 코일 튜브(coiled tubes), 선회 흐름장치(swirl flow), 전열면적을 넓힌 낮은 핀관과 3차원 형상을 갖는 열전달 촉진관의 사용이 제시되고 있다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.207-212
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• 1995

본 연구에서는 발전소 응축기를 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 관 내외 측 열전달계수의 계산에는 기존 상관식들과 응축 모델을 사용하였고 $\varepsilon$-NTU 방법을 사용하여 응축기를 해석하였다. 실제 응축기를 모사하기 위하여 관다발 보정계수 및 화울링 계수도 도입하였다. 이 프로그램을 사용하여 기존 평관을 대체할 전열촉진관의 형상을 도출하였다. 시뮬레이션 결과 전열촉진관을 사용하면 증기 응축 온도를 6 - 8 $^{\circ}C$ 정도 낮출 수 있음을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제7권2호
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• pp.194-201
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• 1998

전기 철도 차량의 A.C 모터 속도제어에는 여러 개의 GTO thyristor와 다이오드가 필요하다. 그런데 이러한 반도체 소자들은 약 1~2 kW의 열을 발생하기 때문에 냉각장치가 필요하며 이러한 반도체의 냉각에는 Perfluorocarbon(PFC)을 작동유체로 하는 히트파이프를 많이 사용하고 있다. 본 연구에서는 PFC 히트파이프의 증발 및 응축 열전달 계수에 미치는 관련변수로 주입율, 관의 내부 표면상태, 경사각, 증기압, 열유속 등의 영향을 파악하고, 열전달 계수를 예측할 수 있는 상관식을 제시하고자 하였다. 이를 위해 내부 표면에 그루브가 설치된 동관과 표면이 매끈한 외경 15.88mm인 동관을 이용하여 주입율이 다른 총 길이 520mm의 PFC 히트파이프와 열사이폰을 제작하고 실험을 수행하였다. 증발 열전달 계수는 열유속 15~45 kW/$m^2$의 범위일 때 2 kW/$m^2$K~5.5 kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였다. 실험결과는 수정계수 CR=1.3을 적용할 때 Rohsenow의 핵비등 상관식과 실험치가 매우 접근된 결과를 보였으며 이러한 결과는 내부 벽면 그루브의 열전달 촉진효과이다. 응축 열전달 계수의 측정치는 1.5kW/$m^2$K~3.5kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였으며 Nusselt 막응축 모델에 수정계수 CN=4를 도입함으로써 매우 접근된 예측이 가능하였다. 증발부 체적에 대한 작동유체 주입율은 40~100%의 범위가 적절하였다. 그리고 30$^{\circ}$이상의 경사각에서는 경사각의 영향이 미소하였다.

• 설비공학논문집
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• 제12권5호
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• pp.457-465
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• 2000

An experiment was carried out to evaluate the thermal performance of the wire-coil inserts method. Tested were the smooth tubes with the wire-nil inserts of various pitch and helix angle combinations. Test fluids were the 50%-solution of the ethylene glycol and the Hue water. Heat transfer coefficient and friction factors were deduced from the measured values of temperatures, flowrates and pressure drops. A unified dimensionless correlation for the heat transfer coefficients was developed as a function of the pitch to diameter ratio, the Reynolds number and the Prandtl number. An exergy analysis was performed to evaluate an optimal operating condition with the wire-coil inserts.

• 동력기계공학회지
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• 제5권4호
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• pp.18-23
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• 2001

This paper is to present the results of a comprehensive study on heat transfer in annuli with spirally corrugated inner tubes in the turbulent regime. Tube surface-temperature measurements were used to explain the enhancement phenomena in the annuli with several different corrugated tubes. Nusselt numbers were between 1.1 and 2 times the smooth annulus values. These enhancement values can be used to determine the appropriate range of applicability for spirally corrugated annuli.

• 설비공학논문집
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• 제13권8호
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• pp.692-700
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• 2001

Flow boiling heat transfer coefficients(HTCs) of R22, R134a, R407C, and R410A were measured experimentally for a horizontal plain and a microfin tube. Experimental apparatus was composed of 3 main parts: a refrigerant loop, a water loop and a water-glycol loop. The test section in th refrigerant loop was made of a copper tube of 9.52 mm outer diameter and 1 m length for both tubes. The refrigerant was heated by passing hot water through an annulus surrounding the test section. Tests were performed at a fixed refrigerant saturation temperature of $5^{\circ}C$ with mass fluxes of 100~300 kg/$m^2$s. Test results showed that at similar mass flux the flow boiling HTCs of R134a were similar to those of R22 for both plain and microfin tube. HTCs of R407C were similar to those of R22 for a plain tube but lower than those of R2 by 25~48% for a microfin tube. And HTCs of R410A were higher than those of R2 by 20~63% for a plain tube and were similar to those of R22 for a microfin tube. In general, HTCs of a microfin tube were 1.8~5.7 times higher than those of a plain tube.

• 에너지공학
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• 제13권4호
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• pp.275-280
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• 2004

관내부로 흐르는 물에 초음파 진동을 가진 하였을 때 관내 열전달이 증진되는 효과를 실험 및 수치해석을 통해 연구하였다 원형관 벽면에서 관내부로 흐르는 물로의 대류 열 전달계수를 초음파 진동이 있을 때 와 없을 때에 측정하였다. 이 결과를 비교함으로써 초음파진동이 전열성능 향상에 미치는 영향을 정량화 하였다. 이러한 현상에 영향을 줄 수 있는 유량과 온도의 범위를 넓히기 위하여 수치해석을 수행하였다. FLUENT 6.1을 이용하여 관내의 유동장과 온도분포를 해석하고 초음파 진동 유무 시 대류 열 전달계수를 평가하였다 연구결과 초음파진동이 강제대류 조건에서 전열성능을 향상시키며 그 영향은 관내를 흐르는 물의 유량에 따라 크게 변한다는 것을 보여주고 있다.

• 설비공학논문집
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• 제16권6호
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• pp.522-529
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• 2004

In this study, external condensation heat transfer coefficients (HTCs) of flammable refrigerants of propylene, propane, isobutane, butane, DME, and HFC32 were measured on a horizontal plain tube, 26 fpi low fin tube, and Turbo-C tube. All data were taken at the temperature of 39$^{\circ}C$ with a wall subcooling of 3∼8$^{\circ}C$. Test results showed a typical trend that condensation HTCs of flammable refrigerants decrease with increasing wall subcooling. HFC32 had the highest HTCs among the tested refrigerants showing 44% higher HTCs than those of HCFC22 while DME showed 28% higher HTCs than those of HCFC22. HTCs of propylene and butane were similar to those of HCFC22 while those of propane and isobutane were similar to those of HFC134a. Based upon the tested data, Nusselt's equation is modified to predict the plain tube data within a deviation of 3%. For 26 fpi low fin tube, Beatty and Katz equation predicted the data within a deviation of 7.3% for all flammable refrigerants tested. The heat transfer enhancement factors for the 26 fpi low fin and Turbo-C tubes were 4.6∼5.7 and 4.7∼6.9 respectively for the refrigerants tested indicating that the performance of Turbo-C tube is the best among the tubes tested.

• 설비공학논문집
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• 제14권2호
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• pp.161-167
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• 2002

In this study, external condensation heat transfer coefficients (HTCs) of two non-azeotropic refrigerant mixtures of HFC32/HFC134a and HF0134a/HCF0123 at various compositions were measured on both low fin and Turbo-C enhanced tubes of 19.0 mm outside diameter All data were taken at the vapor temperature of 39$^{\circ}C$ with a wall subcooling of 3- 8 K. Test results showed that HTCs of the tested mixtures on the enhanced tubes were much lower than the ideal values calculated by the mass fraction weighting of the pure compo- nents'HTCs. Also the reduction of HTCs due to the diffusion vapor film was much larger than that of a plain tube. Unlike HTCs of pure fluids, HTCs of the mixtures measured on enhanced tubes increased as the wall subcooling increased, which was due to the sudden break up of the vapor diffusion film with an increase in wall subcooling. Finally, heat transfer enhancement ratios for mixtures were found to be much lower than those of pure fluids.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권7호
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• pp.665-676
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• 2011

본 연구에서는 순수 물에 탄소나노튜브를 분산시킨 나노유체를 작동유체로 하여 $60^{\circ}C$ 에서 정사각형 구리 평면 히터를 이용하여 핵 비등 열전달계수와 임계 열유속을 측정하였다. 탄소나노튜브의 체적비는 0.0001%, 0.001%, 0.01%까지 변화시켜 실험을 수행하였다. 탄소나노튜브는 고분자 물질을 사용하여 분산시키지 않고 탄소나노튜브에 직접 산화처리를 하여 분산시켰다. 실험 결과 나노유체의 열전달계수는 순수 물과 비교해 모든 체적비에서 증가하였다. 산화 처리를 한 탄소나노튜브는 비등이 일어나는 동안 열 경계층 안에서 열전도도가 큰 탄소나노튜브가 침착되지 않고 열전달 표면에 자주 접촉함으로써 열 경계층을 교란시켜 비등 열전달을 촉진시키는 것으로 사료된다. 임계 열유속은 체적비 0.001%에서 순수 물의 결과에 비해 150%까지 증가하였다. 이는 열전달 표면에서 탄소나노튜브가 매우 얇게 침착되어 생긴 나노 막으로 인해 거대한 기포막의 형성이 억제되고 핵 비등이 높은 열유속에서도 지속되어 임계 열유속이 증가하는 것으로 판단된다.