• Title/Summary/Keyword: 열전달 향상비

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복사열 교란에 대한 고체 추진제 응답 함수의 FM 방법에 의한 수치적 계산

  • 김성인;이창진
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.04a
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    • pp.22-22
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    • 1999
  • 교란에 대한 고체 추진제의 연소율의 반등에 대한 이해는 고성능 추진제를 설계하는데 매우 중요한 요소이다. 그 동안의 연구는 고체 추진제의 표면에서 발생하는 교란이 매우 작은 크기로 발생한다는 선형적인 가정을 사용하여 이론적인 응답 함수를 구하였다. 특히 실험실에서 행해지는 교란에 대한 추진제의 응답 함수를 구하기 위하여 이용한 비집촉식 교란 방법을 사용하였다. 이 경우 추진제 표면으로 전달되는 복사열 전달의 크기는 레이저에 의한 복사 일전달과 기체 영의 화염에 의한 열전달을 동시에 고려하여야 한다. 그러나 언급하였던 것처럼 대부분의 이론적 연구는 추진제 표면의 온도 구매가 단열인 것으로 가정하여 진행하였다. 이러한 가정을 기체 영역으로부터 추진제로 전달되는 열전달 량이 작은 점소화초기 등에서 타당한 가정이나, 기체 영역에서 연소가 활발하게 진행되는 경우에는 비합리적인 가정이다. 본 연구에서는. 추진제의 응축 영역에서 분포 화학 반응이 발생하여, 기체 영역에서 화학반응에 의한 연소가 진행되는 경우, 복사 열전달의 교란에 대한 추진제의 응답함수를 수치적으로 계산하였다. 이때 기체 영역에서 발생하는 연소 반응은 De Luca 등에 의하여 제안된 실험적 모델인 $\alpha$ $\beta$ ${\gamma}$ 화염 모델을 사용하였으며, 추진제 표면에서의 열전달 균형에 의한 경계 조건을 사용하였다. 그러나 외부로부터 입사되는 복사광 레이저와 기체 영역의 상호 간섭은 고려하지 않았다. 수치 계산에 의한 응답 함수의 특징은 단열 조건이 사용된 이론적 응답 함수에 비하여 낮은 값을 나타내었으며, 최대치를 보이는 주파수 영역도 이론 함수에 비하여 다른 값을 보여주고 있다.연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14

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The Returning Force Analysis of Working Fluid and the Heat Transfer Characteristics in Revolving Heat Pipe Heat Exchanger (회전형 히트파이프 열교환기의 작동유체 귀환력 해석 및 열전달특성에 관한 연구)

  • 이기우;박기호;전원표
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.10 no.3
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    • pp.214-222
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    • 2001
  • The purpose of this research it to develop gas-air rotary heat exchanger using heat pipe and the performances were examined by way of the theoretical analysis and the experiment. Centrifugal force to return the working fluid in heat pipe elements with different radius was evaluated as a function of the revolution speed and inclination angle, and a rotary heat exchanger with 60 heat pipes in 3 rows was designed and manufactured. The inclination angle of a heat pipe relative to the revolving axis was designed to be 2$^{\circ}$and water was used as a working fluid. Experimental result showed the heat exchange rate was enhanced by 16% with compared to the calculated value.

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Numerical Simulation of Thermal Performance of Printed Circuit Heat Exchangers with Microchannels of Different Shapes (마이크로채널 형상에 따른 PCHE 열유동 수치해석)

  • Cho, Yeon-Hwa;Lee, Kyu-Jung;Moon, Dong-Ju;Kim, Yoon-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.35 no.1
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    • pp.61-66
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    • 2011
  • The performance of microchannel PCHE (Printed Circuit Heat Exchanger) is superior to that of other existing commercial heat exchangers. Further, it is also more efficient than other heat exchangers. Various microchannels, whose shapes are straight (I), Wavy, Beehive, Surf, I-Wavy, I-Beehive, or I-Surf, are computationally modeled in this study. The counter-flow arrangement is used, and the flow characteristics, heat transfer, and pressure drop in the microchannels under various mass flow rate conditions are investigated. The results for I microchannel is chosen as the benchmarks and is compared with those of newly proposed microchannels. It is found that the surf-shaped microchannel is most efficient in improving the overall performance of a PCHE.

Investigation of Natural Convective Heat Flow Characteristics of Heat Sink (히트싱크의 자연대류 열유동 특성 분석)

  • Jung, Tae Sung;Kang, Hwan Kook
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.37 no.1
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    • pp.27-33
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    • 2013
  • To ensure proper functioning of electrical and mechanical systems, cooling devices are of great importance. A heat sink is the most common cooling device used in many industries such as the semiconductor, electronic instrument, LED lighting, and automotive industries. To design an optimal heat sink, the required surface area for heat radiation should be calculated based on an accurate expectation of the heat flow rate in the target environment. In this study, the convective heat flow characteristics were numerically investigated for a vertically installed typical heat sink and a horizontally installed one in free convection using ANSYS CFX. Comparative experiments were carried out to reveal the quantitative effect of the installation direction on the cooling performance. Moreover, the result was analyzed using the dimensionless correlation with the Nusselt number and Rayleigh number and compared with well-known theories. Finally, it was observed that the cooling performance of the vertically installed heat sink is approximately 10~15% better than that of the one in natural convection.

Analytical Study for Improving the Fire Resistance of Composite Beam depend on Section Change (합성보의 단면변경을 통한 내화성능 향상에 관한 해석 연구)

  • Park, Soo-Young;Kim, Hyung-Jun;Hong, Kap-Pyo
    • Fire Science and Engineering
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    • v.25 no.2
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    • pp.80-87
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    • 2011
  • On the result of load-bearing fire test to confirm the fire resistance of a composit beam, if the composit beam has lower fire resistance than required standard, it can be improved by section change. But if there are many types of section change, it takes much time and cost owing to conducting many tests. On this study, it was confirmed which part of the asymmetric H-section composit beam affected most on fire resistance by heat-transfer analysis. Then, we checked the tendency of improving fire resistance depend on section change by heat-transfer and non-linear structural analysis and suggested a changed section having 1-hour fire resistance.

Heat Transfer by Heat Generation in Electrochemical Reaction of PEMFC (고분자 전해질 연료전지에서 전기화학반응 열생성에 의한 열전달특성)

  • Han, Sang-Seok;Lee, Pil-Hyong;Lee, Jae-Young;Park, Chang-Soo;Hwang, Sang-Soon
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.11 no.4
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    • pp.273-283
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    • 2008
  • GDL(Gas Diffusion Layer) is one of the main components of PEM fuel cell. It transports reactants from the channel to the catalyst and removes reaction products from the catalyst to the channels in the flow filed plate. It is known that higher permeability of GDL can make it possible to enhance the gas transport through GDL, leading to better performance. And MEA's temperature is determined by gas and heat transport. In this paper, three dimensional numerical simulation of PEM fuel cell of parallel channel and serpentine channel by the permeability of GDL is presented to analysis heat and mass transfer characteristics using a FLUENT modified to include the electrochemical behavior. Results show that in the case of parallel channel, performance variation with change of permeability of GDL was not so much. This is thought because mass transfer is carried out by diffusion mechanism in parallel channel. Also, in the case of serpentine channel, higher GDL permeability resulted in better performance of PEM fuel cell because of convection flow though GDL. And mass transfer process is changed from convection to diffusion when the permeability becomes low.

Condensation Heat Transfer Characteristics of R-410A as an Alternative R-22 in the Condenser with Small Diameter Tubes (세관을 사용한 응축기에서 R-22의 대체냉매인 R-410A의 응축 열전달 특성)

  • Son, Chang-Hyo
    • Clean Technology
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    • v.13 no.2
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    • pp.151-158
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    • 2007
  • An experimental study to investigate the condensing heat transfer characteristics of small diameter horizontal double pipe heat exchangers with R-22 and R-410A was performed. Experimental facility was constructed to calculate and observe HTC(heat transfer coefficients), flow patterns and pressure drop. The main components include a liquid pump, an evaporator, a condenser(test section), a sight-glass, pressure taps and measurement apparatus. Two pipes of different diameters are tested; One 5.35 mm ID 0.5 mm thick, the other 3.36 mm ID 0.7 mm thick. The mass flow rate ranged from 200 to $500\;ks/m^2{\cdot}s$ and heating capacity were form 1.0 to 2.4 kW. The flow patterns of R-22 and R-410A were observed with a high speed camera through the sight-glass. The tests revealed that HTC of R-410A was higher than that of R-22 by maximum 5%. Annular pattern was observed for the most cases but stratified flow was also detected when x<0.2. The pressure drop in 3.36 mm ID pipe was higher than that of 5.35 mm by $30{\sim}50%$. Comparing with previous correlations such as Shah, Fujii and Soliman's, Fujii' showed the best good agreement with my data with a maximum deviation of 40%.

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Numerical calculations of flow and heat transfer in an axisymmetric reciprocating engine at it's suction and compression stage (축대칭 왕복 엔진의 흡입 및 압축과정에서 유동 및 열전달의 수치해석)

  • 강신형;이창훈
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.11 no.3
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    • pp.395-408
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    • 1987
  • Turbulent flows in an axisymmetric reciprocating engine are numerically simulated at it's suction and compression stage. Amounts of heat transfer through the wall of the cylinder are also estimated. k-.epsilon. turbulence model is adopted and the law of the wall is applied at grid-points near the wall. More than 40 * 40 grids are reguried to reasonably predict flows and the 3-level finite difference scheme for the time derivative term appears to be effective rather than the 2-level scheme. Calculated mean velocity distributions shows good agreements with an available experimental data. The program reasonably simulates flow patterns and pressures throughout the suction and the compression stages of the reciprocating engine. Predicted intensities of turbulence are still deviated from measured data. Further researches for turbulence modeling are expected.

Characteristics of the Air Heat Exchanger for the Improvement of the Heat Pump COP (열펌프 성능향상을 위한 공기 열교환기 특성)

  • 노정근;송현갑;박용규
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2002.02a
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    • pp.151-157
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    • 2002
  • 화석에너지에 대한 경제적 부담과 환경오염문제를 줄이기 위하여 열펌프의 성능계수향상을 위하여 냉온 공기열교환기(HEEVA)를 고안하였고, 이 열교환기의 열특성과 성능계수향상에 미치는 영향을 분석하기 위하여 냉.난방 실험을 수행하였다. HEEVA에 의한 찬 공기와 더운 공기의 온도변화, 전열량 및 냉온 공기열교환기 효율, 총열전달계수등을 측정분석하였고, 냉난방시 외기온에 따른 열펌프의 성능계수, 소비전력, 응축기.증발기 출구 공기토출 온도 변화를 측정 분석함으로서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 외기온이 -4~11$^{\circ}C$로 변할 때 열펌프의 난방과정에서 HEEVA 찬공기 입출구 온도차는 4.5$^{\circ}C$에서 9.$0^{\circ}C$로 증가하였으며, HEEVA에 의한 영향으로 2~6$^{\circ}C$상승된 공기가 증발기 입구로 유입되어 냉매증발을 촉진하였다. 2. 실온이 4~22$^{\circ}C$일 때 HEEVA 더운공기 입출구 온도차는 3$^{\circ}C$에서 7$^{\circ}C$로 증가하였으며, 응축기에 유입되는 공기온도를 3~8$^{\circ}C$낮게 함으로서 압축기 소모전력을 감소시켜 COP 상승 효과를 나타냈다. 3. 외기온과 실온변화에 따라 풍량 346m$^3$/hr의 찬 공기가 받은 열량과 풍량 747m$^3$/hr의 더운 공기가 준 열량간의 차는 50~150kcal/hr로 나타났으며, 더운 공기가 준열량과 찬 공기가 받은 열량의 비가 83~98% 이었으므로 HEEVA의 열 교환율은 91% 을 보였다. 4. 총합열전달계수는 이론값이 실험 값보다 1~3W/m$^2$K 크게 나타났으며, 이 결과는 두 값 사이에 10% 내.외의 편차로서 Nusselt수를 구하기 위한 Petukhov상관식의 자체오차 15%에 비해 크지 않은 오차범주에 속하며, 이론상의 총합열전달계수 유도식의 타당성을 입증한 것이라 하겠다. 5. HEEVA를 작동함으로서 난방시 COP가 HEEVA를 작동하지 않았을 경우보다 0.3~0.5 향상된 것으로 나타났다. 이것은 HEEVA가 겨울철 난방에 효율을 높일수 있는 것으로 판단된다.

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The Effect of Student-Centered Storytelling on Students' Learning Motivation and Attitude in Elementary Science Class (학생 중심 스토리텔링을 활용한 과학 수업이 초등학생의 학습 동기 및 태도에 미치는 영향)

  • Kang, Bu-Mi;Jeon, Kyungmoon
    • Journal of Science Education
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    • v.38 no.3
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    • pp.657-669
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    • 2014
  • The purpose of this research is to investigate the effect of students' storytelling on the science learning motivation and science related attitude in elementary science class. We had developed storytelling materials for 11 class hours on the 'Heat transfer and our life' unit based on the analysis of the 4th grade-science curriculum. The research sample was 22 4th graders who were belonged to one of the classes at an elementary school in Gwangju. The test of students' science learning motivation and science related attitude were administered before and after the storytelling treatment, and the difference was checked by the paired t-test using SPSS program. Students' perceptions on the storytelling were also investigated. The conclusions of this research are as follows. First, the students' storytelling tend to have somewhat positive influence on learning motivation. The each mean of post-test in the domain of attention, confidence and satisfaction was significantly higher than that of pre-test. Second, students' storytelling have a positive influence on scientific attitude. Although the means of post-test were higher than those of pre-test in both science subject attitude and scientific attitude domain, a statistically significant difference was found only in the scientific attitude domain. For future researches, the development of more story-materials or strategies for effective storytelling is needed.

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