• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.331-344
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• 1987

A numerical analysis has been conducted on the interaction of the thermal radiation and natural convection in a rectangular enclosure filled with a gray fluid. P-1 approximation is adopted for the radiative transfer and its application limit is examined. Considered are the Stark number effect, the optical thickness effect and the wall emissivity effect on the flow and heat transfer characteristics. As the Stark number increase or the optical thickness decreases, the boundary layer thickness and the flow velocity increase. Transition to turbulence is retarded with the increase of the radiation effect. When the optical thickness is one, the radiation effect is negligible for the Stark numbers larger than 10.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.232-232
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• 2009

일반적으로 초음파 유량계에서 초음파를 발생하고 수신하는 압전세라믹 진동자의 특성상 $200^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 사용이 불가하여, 각종 화학공정, plant, 발전소 등에서는 사용에 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 $400^{\circ}C$ 이상의 유체 흐름을 측정할 수 있는 고온용 초음파 유량계를 설계하고 그 특성을 평가하였다. 우선 고온의 유체에서 압전진동자부로의 열전달이 최소화되도록 트랜스듀서 구조를 도출하고 그 타당성을 유한요소해석을 통하여 검증하였다. 해석을 위해 상용 해석프로그램인 ANSYS를 이용하여 열전달 해석을 실시하였으며, 최종 선정 모델을 제작, 평가하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.334-341
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• 2000

회전 히트파이프의 열 전달 특성은 내부 관벽에 형성되는 응축 액막 두께와 증발부로 귀한되는 응축액의 유동율에 의해 결정된다. 본 연구는 축 방향으로 그루브(groove)를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 성능에 대한 실험 연구로써, 그루브에 의한 효과를 파악하기 위해 2종류의 히트파이프를 제작하고 작동성은 시험을 수행하였다. 회전 히트파이프가 작동시, 원심력에 의해 그루브로 응축액의 유동을 촉진시키며, 따라서 응축부 벽면에 형성되는 액막 두께가 얇게 된다. 응축부에 그루브를 갖는 히트파이프의 열전달 계수는 풀 유동에서 2000~4000W/$m^2$$^{0}$ C, 환상 유동 영역에서 1500~2500W/$m^2$$^{0}$ C로써, 전체 원형단면을 갖는 히트파이프와 비교하여 약 1.5배 정도의 열저달 향상을 볼 수 있었으며, 열전달 한계는 약 40% 정도 향상되는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1999.05a
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• pp.197-205
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• 1999

소형 히트파이프에서 ？을 구리망사 또는 그루브를 적용할 수 있고 그루브 형상은 U, V 등 다양하다. 망사？은 모세압이 큰 잇점이 있어나 제작 단가가 높다. 그루브？은 대량생산이 용이하나 전밀 가공 기술이 요구된다. 현재까지 국내에서는 노트북 PC의 CPU 냉각에 사용한 소형 히트파이프의 전량을 해외에서 구매하고 있다. 본 연구에서는 직경 7 mm U형 그루브 관을 인발하여 관직경을 축소한 결과 내경 3.6 mm의 외경 4mm 의 V형 그루브관을 얻을 수 있었다. 이 관을 이용하여 소형 히트파이프를 제작하고 열전달 성능 시험을 수행하였다. 열전달 한계는 40~6$0^{\circ}C$ 범위작동온도 경사각 0$^{\circ}$ 에서 3 W를 얻을 수 있었다. U형 그루브 히트파이프에 비하여 모세압 저하로 인하여 낮은 값을 나타내었다. 열저항을 약 0.7~l.3 $^{\circ}C$/W 로 U형 그루브와 유사하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.25 no.12
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• pp.1711-1720
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• 2001

In this study, the heat transfer characteristics of a U-shape heat pipes were investigated. Heat is supplied to the U heat pipe through its middle zone(evaporator), and is released to the environment through its both arms(condensers). Both heat transfer coefficients and heat transport limitations were measured and compared with correlations previously developed for straight type heat pipes. Special concerns were focused to the cases, when each of condensers were submitted to a different cooling conditions, relatively. As a result. the heat transfer limitation of a U-shape heat pipe was found out to be 10∼15% less than the value for a straight heat pipe with an equivalent size.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.4.2-4.2
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• 2010

최근 열전달율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 고 열전도성 나노유체가 주목을 받고 있다. 고 열전도성 나노유체는 액상보다 열전도도가 수백~수만 배 높은 고상의 금속 또는 비금속 나노입자를 물이나 오일 등에 미량 균일하게 분산시킴으로써 기존의 유체가 가지지 못한 높은 열전도율과 분산안정성을 갖는 기능성유체를 말한다. 고 열전도성 나노유체는 기존 냉각시스템에서 냉각유체만 교체할 경우에도 열전달 효율을 20% 이상 향상시킬 수 있는 저비용 고효율작동 유체이다. 이 나노유체는 발전설비, 공조설비, 에너지 산업, 석유화학, 화학공업, 제철산업, 가정용 냉난방설비, 자동차 등 산업 전 분야의 열교환시스템에 활용이 가능하다. 따라서 고 열전도성 나노유체는 종래 열효율의 한계를 돌파할 수 있는 에너지 이용 효율 향상 기술의 패러다임을 바꿀 혁신적인 신소재로 여겨지고 있다. 그러나 현재까지 개발된 나노유체는 초기 열전도 특성은 우수하나 장기간 분산안정성이 확보되지 않아 시간이 경과함에 따라 열전도도가 점점 감소하는 경향을 보인다. 또한 탄소나노튜브를 분산한 나노유체의 경우와 같이 유체의 점도가 크게 증가하여 실제 산업에 적용 시 커다란 동력손실을 초래할 수 있으며 열교환시스템에 파울링이 발생할 소지가 크다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 나노유체에서 열전달이 일어나는 메커니즘이 규명되어야 하지만 아직 명확한 이론이나 가설이 정립되어 있지 않다. 이 논문에서는 나노유체가 높은 열전도율을 보이는 현상을 설명할 수 있는 몇 가지 이론을 살펴 보고 지금까지 개발된 안정성이 아주 높은 나노유체의 열전도 특성을 비교 분석하여 획기적인 열전도성 나노유체 개발 가능성을 살펴보고자 한다. 이를 위해 나노입자의 조성, 유체 내 농도 및 자기장 등이 나노유체의 열전도율에 미치는 영향을 연구하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.9
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• pp.825-834
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• 2010

In this study, we investigated the effects of adiabatic walls on natural convection in various rectangular cavities experimentally and numerically. Heat transfer rates were measured for cavities with and without adiabatic sidewalls by varying Grashof number from $1.53\times10^7$ to $1.01\times10^{10}$. Some typical test results were successfully simulated using FLUENT. In the case of very narrow cavities, where the adiabatic walls were very close to each other, it was difficult to perform experiments; therefore, FLUENT simulations were performed. The existing heat transfer correlations for rectangular cavities were well predicted by the experimental and numerical results. As expected, the effects of adiabatic walls were restricted to the very narrow region near the walls. This study was carried out during the development of an analogy experimental method in which heat-transfer systems are replaced with mass-transfer systems using copper sulfate electroplating systems. The results of this study provide theoretical background of handling adiabatic walls during the design of test facilities.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2004.06a
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• pp.154-154
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• 2004

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.95-102
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• 1995

작동유체로서 비등점이 서로 다른 2종류, 즉 2성분 혼합물을 사용한 2상 밀폐 열싸이폰은 단일성분의 열싸이폰 보다 공학적으로 우수한 성능을 갖는다. 따라서 상 분리 현상이 나타나지 않은 안정적인 혼합물인 물/에탄올의 혼합물을 작동유체로 사용한 열싸이폰의 작동특성이 실험적으로 수행되었다. 실험에서는 시동성, 정상상태 작동, 경사시 작동특성 및 열전달 한계(Dry-out) 등에 관한 2성분 열싸이폰의 작동특성에 관해서 고찰되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.1
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• pp.43-51
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• 2011

Natural convection heat transfer phenomena on a horizontal cylinder have been studied experimentally in order to investigate the applicability of analogy experimental methodology using a copper electroplating system and to visualize the local heat transfer rates depending on the angular position and the diameter of the horizontal cylinder. In the copper electroplating system, the copper ion produced at the anode moves by convection and diffusion to the cathode and reduces at the cathode, representing the heat transfer. By using aluminum cathode with a distinguishable color, the amount of copper plated could visualize the amount of heat transferred depending on the angular position of the cylinder. The diameter of the cylinder is varied from 0.01m to 0.15m, which correspond to Rayleigh numbers in the range of $1.73{\times}10^7$ to $5.69{\times}10^{11}$. The test results are in good agreement with existing heat transfer correlations.