• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.269-278
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• 2011

본 연구에서는 구리 재질의 평판 핀과 나선형 핀-관 열교환기에 대하여 핀 피치와 열수의 변화에 따른 공기측 전열성능을 검토하였다. 두 형상 모두 핀 피치가 열전달계수에 미치는 영향은 미미하였다. 마찰인자는 핀 피치가 증가하면 증가하였다. 열수가 미치는 영향은 형상에 따라 다르게 나타났다. 평판 핀-관 열교환기의 경우 열전달계수는 열수가 증가할수록 감소하였다. 하지만 나선형 핀-관 열교환기의 열전달 계수는 열수가 증가하면서 그 값이 증가하는 경향을 보였다. 평판 핀-관 열교환기의 열전달계수는 나선형 핀-관 열교환기의 열전달계수보다 높게 나타났다. 하지만 열수가 증가하면 그 차이가 줄어들어 4열이 되면 거의 같았다. 한편 마찰인자는 평판 핀-관 열교환기에서 다소 높게 나타나고 열수의 영향은 크지 않았다. 본 실험 데이터를 기존 상관식의 예측치와 비교하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.37-42
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• 2003

An experiment was performed to study heat transfer characteristics between corrugated heat exchanger and flat plate type one. While heat capacity(13.86kW) was provided constantly and the flow speed was varied from 2.8 to 17.9m/s, The temperature and the pressure drop were measured. Furthermore, Heat transfer coefficient, Colburn factor and Nusselt number were calculated using them. With increase of the flow speed for both exchangers, the coefficient and the pressure drop increased, but Colburn factor decreased. The coefficient, pressure drop and Colburn factor of the corrugated type were all higher than those of the flat one, which is due to the flow interruption with recirculation and reattachment of the corrugated type. The empirical correlations of Nusselt number were suggested for the tested two heat exchangers.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.281-287
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• 2019

최적의 환기시스템 활용과 에너지 절약을 위한 급 배기공기 간의 열교환을 적용시킨 열회수시스템의 활용과 보급은 에너지관리시스템에서 필수적이다. 이러한 기술은 특히, 겨울철과 여름철의 냉난방에너지를 절약할 수 있어 고효율에너지 빌딩의 기반기술의 주요 요소이다. 본 논문에서는 균일한 형상과 동일한 유동조건에서 열교환기 성능을 비교하기 위해 종이, 플라스틱, 알루미늄을 재질로 시뮬레이션을 통한 열전달효율을 검토하였다. 또한 평판형과 굴절형 구조를 갖는 열교환기의 형상에 따른 열전달 효율을 시험하였고, 그 결과를 토대로 열전달 성능과 압력손실에 대해 고성능의 열교환기를 제작하는데 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권1호
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• pp.94-104
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• 2009

본 연구는 폐바이오매스로서 활엽수(hardwood, HW)톱밥, 침엽수(softwood, SW)톱밥, 산야초류(grass) 등 3종의 발효재료를 이용, 3종의 나선형 열교환기와 1종의 평판형 열교환기를 제작하여 발효과정에서 생산되는 발효열을 가장 효율적으로 회수할 수 있는 발효열 교환장치 개발을 위하여 실시하였다. 본 연구에서는 다양한 바이오매스재료의 적절한 원료 배합을 통한 발열 및 열교환 특성을 조사하고 실제 농가에 설치 및 해체가 용이한 열교환기를 개발하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 나선형 열교환기를 사용한 발효열 실험에서 활엽수톱밥 및 침엽수 : 활엽수톱밥(50 : 50) 처리보다는 활엽수톱밥 : 산야초(90 : 10)의 발효가 약 3개월간의 긴 발열기간을 나타냈으며, 발효상을 통과한 물의 온도를 100일간 측정한 결과, 중앙부가 $64.5{\sim}76.5^{\circ}C$로 매우 높았고, 물탱크 온도는 $33{\sim}48^{\circ}C$ 범위였으며, 출구의 수온은 $33{\sim}44^{\circ}C$로서 4~5인 기준의 가정용 온수공급이 가능함이 확인되었다. 수행한 4종의 열교환기 실험 결과, 나선형 열교환기 HX-H1은 수온이 $35{\sim}36^{\circ}C$범위로서 더 이상의 온도상승이 없었고, HX-H2는 수온이 $40{\sim}45^{\circ}C$로서 실험기간 중 일정한 온도분포를 보였다. 한편 HX-H3는 최고온도 $68{\sim}70^{\circ}C$, 최저온도 $30^{\circ}C$, 평균온도 $50^{\circ}C$였고, 출구의 온수온도는 $33{\sim}44^{\circ}C$ 범위로서 45일간 공급 가능하였다. 평판형 열교환기 HX-P는 수온이 $42{\sim}58^{\circ}C$로서 3개월 이상 온수공급이 가능하였으므로 4~5인 기준의 가정용 난방 및 온수공급에 문제가 없는 것으로 확인되었다. 그러므로 평판형 열교환기 HX-P는 나선형 열교환기 HX-H에 비해 발효상 내부에 열교환용 파이프가 빈틈없이 배치되어 발효상 전면적을 통해 발효열을 최대로 회수할 수 있었으며, $42{\sim}58^{\circ}C$의 발효열을 최대 3개월정도 이용 가능하였고, 장시간 운용에도 온도가 급강하 하는 등의 문제가 발생되지 않았다. 따라서 발효열교환기는 나선형 시스템보다는 발효열의 회수 효율이 매우 높으면서도, 열교환장치의 제작, 설치, 해체가 용이한 평판형 시스템이 유리한 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권3호
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• pp.291-299
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• 2010

본 연구에서는 열의 수가 세 개인 원형관 및 종횡비가 고려된 납작관-평판휜 형상의 밀집형 열교환기 내 공기의 유동 및 열전달 특성을 RNG $k-{\varepsilon}$ 난류모델을 적용하여 수치적으로 해석하였다. 수치조건의 범위는 원형관인 경우 1,000<$Re_D_h$<10,000이며, 납작관인 경우 1,000<$Re_{D_h}$<10,000 및 3.06$f\;=\;CRe^m_{D_h}$의 형태로, Colburn j 계수는 $j\;=\;CRe^m_{D_h}$ 형태로 상관관계식을 제시하였다. 이러한 상관관계식은 향후 원형관 및 납작관-평판휜 형상의 열교환기 설계시에 기본적인 자료로 충분히 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.515-522
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• 2010

본 연구의 목적은 무착상 조건에서 나선형 원형핀-튜브 열교환기의 형상변수에 따른 열전달특성을 고찰하고 평판 사각핀-튜브 열교환기와 열전달성능을 비교하는 것이다. 나선형 원형핀-튜브 열교환기는 Lfoot 길이 2.7 mm 에서 열전달계수가 최대로 나타났으며, 공기측 열전달계수는 튜브열수가 2 열에서 5 열로 증가하면서 평균 10% 감소하였고 핀피치가 5 mm 에서 10 mm 로 증가하면서 평균 17.5% 증가하였다. 모든 풍량조건에서 나선형 원형핀-튜브 열교환기의 튜브피치 30 mm 가 35 mm 보다 열전달량이 평균 5.1% 높게 나타났고 튜브두께 0.5 mm 가 0.7 mm 보다 열전달량이 평균 4.1% 높게 나타났다. 나선형 원형핀-튜브 열교환기의 열전달계수가 평판 사각핀-튜브 열교환기에 비하여 평균 24.3% 정도 높게 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.176-181
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• 2017

본 연구는 저온환경에서의 평판형 열교환기에 대해 제빙을 억제할 수 있는 방법을 살펴보았으며, 그 방법으로 초음파의 발생에 따른 제빙특성을 관찰하였다. 본 실험에서 최적의 조건을 찾아내기 위해 에틸렌글리콜을 브라인으로 사용하고, 온도는 $-8{\sim}-16^{\circ}C$로 순환시켰으며, 제빙에 사용된 물은 1~3mm 두께로 공급하여 데이터를 기록하였다. 또한 초음파의 발생정도에 따른 변화를 확인하기 위해 출력을 조절하여 실험을 진행하였다. 그 결과 제빙억제 효과는 브라인 온도, 제빙두께, 초음파 주파수의 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

• 설비공학논문집
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• 제11권3호
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• pp.292-300
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• 1999

Fin conduction not only enhances heat transfer to the ambient air but also increases tube-to-tube conduction. The latter is known to deteriorate the heat exchanger performance. Heat conduction between neighboring tubes thorough the fin is numerically investigated for accurate performance analysis of plate finned-tube heat exchangers. Governing equations for arbitrary plate fin are solved and the temperature distribution is obtained using the principle of superposition. Analysis is made using finite element method by changing the shapes of fin, the arrangements of tubes and the fin parameter mD. It is found that tube-to-tube conduction is significant when mD is small or the distance between neighboring tubes is small.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권5호
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• pp.318-325
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• 2009

Numerical analysis has been carried out to investigate air-side convective heat transfer characteristics in compact heat exchanger with flat tubes and continuous plate fins having a symmetric and non-symm etric staggered arrangements. Simulation results such as air velocity and temperature distributions are presented, and heat transfer coefficients are compared with previous experimental results. In order to investigate the flow and heat transfer features by periodic boundary conditions, the three blocks were used. Predicted heat transfer coefficients between the three blocks are similar while there are relatively differences, compared with the experimental data. From the calculated results a correlation for Colburn j factor in the compact heat exchanger system is suggested. The predicted results in this study can be applied to the optimal design of air conditioning system.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권9호
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• pp.695-703
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• 2008

Numerical analysis has been carried out to investigate air-side convective heat transfer characteristics in a compact heat exchanger with flat tubes and continuous plate fins according to the aspect ratio. RNG k-$\varepsilon$ model is applied for turbulence analysis. Simulation results such as air velocity and temperature distributions are presented, and heat transfer coefficients are compared with previous correlations for circular tubes. The numerical conditions are considered for the aspect ratios ranging from 3.06 to 5.44 and Reynolds number ranging from 1000 to 10,000. The results showed that heat transfer coefficients decreased with the increase of aspect ratio. From the calculated results a correlation of Colburn j factor for the considered aspect ratio in the compact heat exchanger system is suggested. The predicted results in this study can be applied to the optimal design of air conditioning system.