• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1466-1473
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• 2012

소프트 아이스크림은 환형 증발부의 외측에서 증발하는 R-404A에 의해 형성된 얼음을 스크레이퍼로 깍아내어 제조된다. 본 연구에서는 소프트 아이스크림 증발기의 냉매 측 및 아이스크림 측 열전달계수를 도출하였다. 실험 결과 환형부 내 냉매 유동은 격막에 의해 매우 복잡한 양상을 보이고 열전달계수도 위치에 따라 현저히 달랐다. 즉, 유입위치의 열전달 계수가 다른 부분에 비하여 낮게 나타났다. 냉매측 평균 열전달계수는 열유속의 증가에 따라 또한 포화온도의 감소에 따라 증가하였다. 열유속과 포화온도를 변수로 하여 평균 열전달계수를 예측하는 상관식을 도출하였다. 아이스크림 측 열전달계수는 연속적으로 진동하였다. 이는 스크레이퍼에 의해 관벽의 얼음이 주기적으로 탈착되기 때문으로 판단된다. 아이스크림 원액의 단상 열전달계수는 냉각 기간 중 150 W/$m^2K$에서 250 W/$m^2K$로 증가하였다. 아이스크림 제조 시 열전달계수는 대략 280 W/$m^2K$로 나타났다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제30권4호
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• pp.202-209
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• 2005

The output of Stirling engine is influenced by the regenerator effectiveness. The regenerator effectiveness is influenced by heat transfer and flow friction loss of the regenerator matrix. In this paper, in order to provide a basic data for the design of regenerator matrix, characteristics of heat transfer and flow friction loss were investigated by a packed method of matrix in the oscillating flow as the same condition of operation in a Stirling engine. As matrices, 6 kinds of steel wires, 4 kinds of combined steel wires, 8 kinds of combined steel wires with screen meshes were used. The results are summarized as follows; Among 6 kinds of steel wires $({\phi}0.7\;mm,\;{\phi}0.9\;mm,\;{\phi}1.2\;mm,\;{\phi}\;1.6\;mm,\;{\phi}2.0\;mm,\;{\phi}2.7\;mm),$ the two steel wires $({\phi}0.7\;mm,\;{\phi}0.9\;mm)$ showed the highest in effectiveness. Among 4 kinds of combined steel wires $({\phi}l.6-{\phi}l.2\;mm,\;{\phi}1.2-{\phi}l.6\;mm,\;{\phi}0.9-{\phi}l.2\;mm,\;{\phi}l.2-{\phi}0.9\;mm),\;the\;{\phi}1.2-{\phi}0.9\;mm$ showed the highest in effectiveness. Among 8 kinds of combined steel wires with screen meshes $(150-{\phi}0.9\;mm,\;150-{\phi}l.2\;mm,\;{\phi}0.9\;mm-150,\;{\phi}1.2\;mm-150,\;150-{\phi}0.9\;mm-150,\;150-{\phi}1.2\;mm-150,\;150-{\phi}l.6\;mm-150,\;150-{\phi}2.0\;mm-150),\;the\;{\phi}l.2\;mm-150$ showed the highest in effectiveness.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.172-181
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• 1993

본 연구에서는 이 사이클 주위에 열전달이 추가된 열기관에 대하여 최대출력 조건 등을 구하고, 내부의 사이클이 각각 타노 사이클 및 브레이튼 사이클인 경우의 결과와 비교하여, 내적가역 최대출력 사이클들의 특성을 밝히고자 한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제27권6호
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• pp.529-536
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• 2002

The performance of stilting engine, in particular, its energy conversion efficiencies are critically influenced by the regenerator characteristics. The regenerator characteristics are influenced by effectiveness, void fraction. heat transfer loss and fluid friction loss in the regenerator matrix. These factors were influenced by the surface geometry and material properties of the regenerator matrix. The regenerator design goals arc good heat transfer and low pressure drop of working Bas across the regenerator. Various data for designing a wire screen matrix have been given by Kays and London(1984). The mesh number of their experiment. however, was confined below the No. 60. which seems rather small for the Stirling engine applications. In this paper. in order to provide a basic data for the design of regenerator matrix, characteristics of heat transfer and flow friction loss were investigated by a packed mettled of matrix in oscillating flow as the same condition of operation in a Stirling engine. Seven kinds of sing1e wire screen meshes were used as the regenerator matrices. The results are summarized as follows; 1. While the working fluid flew slowly in the regenerator. the temperature difference was great at the both hot-blow(the working fluid flows from healer to cooler) and cold-blow(the working fluid flows from cooler to healer). On the other hand. while the working fluid flew fast. the temperature difference was not distinguished. 2. The No.150 wire screen used as the regenerator matrix showed excellent performance than tile others. 3. Phase angle variation and filling rate affected heat transfer or regenerator matrices. 4. Temperature difference between the inlet and outlet of the regenerator is very hish in degree of 120 phase angle.

• 태양에너지
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• 제18권3호
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• pp.217-228
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• 1998

축류비가 5이고 형상비가 7인 장방형(長方形) 노즐을 사용하여 연직 상향의 3차원 자유 충돌 수분류계를 구성하였다. 수평 충돌판에 상향의 장방형 충돌수분류가 충돌할 때, 보조수를 동반하지 않은 단일수분류 및 보조수를 동반하는 수분류에 대하여 노즐-충돌판 사이의 거리, 노즐출구 속도를 변수로하여 노즐의 긴변 방향과 짧은 변 방향에 대하여 전압 및 정압 분포를 측정하였다. 이때 충돌판상에서 정압이 영이 되는 국소 위치까지의 거리인 충돌 반폭을 구하고, 최고 압력을 나타내는 정체점을 기준으로 무차원 정압 분포식을 제시하였다. 또한 각 실험조건에서 정체점상에서의 충돌속도를 구하였으며, 충돌속도는 노즐-전열면간 거리가 증가함에 따라 감소하며 그 감쇄율은 삼차원 자유 분류의 특성감쇄 영역의 유동 특성을 갖는다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권4호
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• pp.43-55
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• 2015

This paper presents the thermal hydraulic performance of a three dimensional rib-roughened solar air heater (SAH) duct with the one principal wall subjected to uniform heat flux. The SAH duct has aspect ratio of 12.0 and the Reynolds number ranges from 2000 to 12000. The roughness has relative rib height of 0.045, ratio of dimple depth to print diameter of 0.5 and rib pitch ratio of 8.0. The flow attack angle is varied from $35^{\circ}$ to $70^{\circ}$. Various turbulent flow models are used for the heat transfer and fluid flow analysis and their results are compared with the experimental results for smooth surfaces. The computational fluid dynamics (CFD) results based on the renormalization k-epsilon model are in better outcomes compared with the experimental data. This model is used to calculate heat transfer and fluid flow in SAH duct with the compound roughness of V-shaped ribs and dimples. The overall thermal performance based on equal pumping power is found to be the highest (2.18) for flow attack angle of $55^{\circ}$. The thermo-hydraulic performance for V-pattern shaped ribs combined with dimple ribs is higher than that for dimple rib shape and V-pattern rib shape air duct.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.666-671
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• 2014

최근 디젤 차량과 같은 내연기관의 고효율화에 따라, 보조난방 열원으로서 PTC 히터의 사용이 증가하는 추세이다. 디젤 차량의 시동 초기에는 냉각수의 온도가 난방으로 직접 사용하기에 충분히 높지 않으므로, 동절기 난방을 위해 보조난방 열원은 필수적이다. 본 연구에서는 스크린 인쇄 전극공정을 바탕으로 한 PTC 소자를 제작하였고, 이를 활용한 PTC 소자 모듈 및 히터를 설계 및 제작하였다. PTC 소자 모듈의 방열핀 접촉형상 및 전열소자의 크기 변경에 따른 난방성능 변화를 열유동 해석을 통해 분석하였고, 난방성능 실험을 수행하여 PTC 히터의 난방성능 및 효율 특성을 살펴보았다. PTC 히터 시작품의 경우, 기존 PTC 히터와 동등한 수준 이상의 난방성능 및 효율을 나타내었으며, 향후 이를 바탕으로 PTC 소자와 히터에 대한 공정개선 및 성능증대 연구를 수행할 계획이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권9호
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• pp.761-772
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• 2015

가정용 에어컨이나 히트 펌프에 외경 7.0 mm 마이크로핀 튜브가 널리 사용되고 있다. 한편 에어컨이나 히트펌프의 부분 부하 운전시 질량유속은 수십 $kg/m^2s$에 불과하다. 하지만 7.0 mm 튜브에 대한 기존 연구들은 질량유속 $100kg/m^2s$ 이상에서 수행되었다. 본 연구에서는 낮은 질량유속 ($50kg/m^2s$에서 $250kg/m^2s$)에서 외경 7.0 mm 마이크로핀 튜브 내 R-410A 증발 열전달 실험을 수행하였다. 실험 중 포화온도는 $8^{\circ}C$, 열유속 $4.0kW/m^2$으로 유지하였다. 비교를 위해 외경 7.0mm 평활관에 대한 실험도 수행하였다. 실험결과 마이크로핀 튜브의 전열촉진비는 질량유속이 감소할수록 증가하다 $150kg/m^2s$를 기점으로 감소함을 보였다. 이는 마이크로 핀튜브 내 유동이 환상류에서 성층류로 변화하기 때문이다. 실험 범위에서 마이크로핀 튜브의 마찰손실과 평활관의 마찰손실은 거의 같게 나타났다. 실험데이터를 기존 상관식의 예측치와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.767-773
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• 2017

인쇄기판형 열교환기는 금속박판에 유체의 유로를 형성하여 고온고압 환경에서 금속분자의 확산을 이용하여 접합하는 방식으로 제작하므로 고온고압 유체의 열교환에 유리한 장점을 가지고 있다. 또한 금속박판에 유로를 미세하게 식각하여 형성시킬 수 있으므로 단위체적당 전열면적을 크게 할 수 있어 열교환 집적도가 향상되어 고효율의 열전달 효과를 낼 수 있다. 집적도를 향상시키기 위해서는 금속부분을 줄일수록 유리하나 미세채널 내에 고압 유체가 흐르게 되면 압력에 의한 변형이 발생할 수 있으므로 채널간 금속박판의 변형이 일어나지 않도록 채널 형상 및 구조를 설계하여야 한다. 또한 미세채널이 모여서 배관으로 연결되는 헤더 부분의 내압설계도 중요하다. 본 연구에서는 기존 내압규격을 이용하여 운전 조건에 따라 인쇄기판형 열교환기를 설계할 수 있는 방법론을 제시하고 유동조건에 따른 전산해석을 통하여 설계 결과를 검증해 보고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2415-2423
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• 2015

본 논문은 12.7mm 원관을 변형하여 만든 세장비 0.6(짧은 직경 10.0mm, 긴 직경 16.5mm)의 타원관이 적용된 사인 웨이브 핀-관 열교환기의 습표면 공기측 성능실험에 관한 것이다. 핀 핏치와 열 수를 변화시켜 총 12개의 시료에 대하여 실험을 수행하였다. 타원관에서 핀 핏치 변화에 따른 j, f 인자의 영향은 미미 하였으나, 열수에 따라서는 1row에서 j인자가 가장 낮았다 (가장 높은 2row의 81%). 하지만 원관에서는 1row에서 가장 높게 나타나는 차이점을 보였다. 이는 타원관에 적용된 사인 웨이브 채널의 유동 특성에 기인한 것으로 판단된다. 원관 열교환기와 $j/f^{1/3}$값을 비교한 결과 1열을 제외하고는 타원관 열교환기의 전열성능이 우수함을 알 수 있다. 즉, 타원관 열교환기의 $j/f^{1/3}$값이 원관의 값보다 2열에서 1.6~2.5 배, 3열에서 1.4~2.4 배, 4열에서 1.2~1.8배 크게 나타났다.