• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.12.1-12.1
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• 2005

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.382.2-382.2
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• 2016

현재 전 세계적으로 에너지 소비가 급격히 증가하고 있다. 하지만 급격한 에너지 소비에 따른 자원 및 에너지 공급의 불확실성은 점점 높아지고 있다. 특히, 우리나라는 공급 에너지의 96.4%를 해외 수입에 의존하고 있기 때문에 에너지 안보에 매우 취약한 구조를 갖고 있다. 그리고 열전달 시스템에서 임계 열유속은 열전달 시스템의 한계를 나타낸다. 따라서 임계 열유속의 향상은 열전달 시스템의 안전성의 향상을 위한 필수적인 요소이다. 이에 따라 다양한 산업에서 열전달 시스템을 통하여 막대한 양의 에너지가 소비됨에 따라 우수한 열전달 특성을 가진 나노유체를 사용하여 열전달 시스템의 효율 및 안정성을 높이고자 하는 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유동 비등에서 그래핀 나노 유체 사용에 따른 열전달 특성을 분석하였다. 유동 비등에서 0.01 vol%의 산화 처리된 그래핀 나노유체를 사용하였을 경우 유속이 증가함에 따라 임계 열유속은 증가하였으며 유속이 증가함에 따라 비등 열전달 계수도 증가함을 확인하였다. 그리고 임계 열유속은 순수 물보다 최대 66.32% 증가하였으며, 비등 열전달 계수는 풀비등에서 보다 최대 28.14% 증가함을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권4호
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• pp.493-501
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• 1994

하향 가열 평판에서의 풀비등 임계열유속 실험이 수행되었다. 이는 원자로에서의 노심용융사고 발생시 그 결과를 완화시키는 한 방법으로 고려되고 있는 원자로용기 외부 냉각 (Ex-Vessel Flooding) 개념과 연관된다. 대기압하, 포화상태 물에서 너비가 다른 두 개의 평판 (20mm$\times$200mm및 25mm$\times$200mm)을 이용, -90$^{\circ}$(평형 하향), -88$^{\circ}$, -86$^{\circ}$, -84$^{\circ}$, -60$^{\circ}$와 -40$^{\circ}$의 경사 가도에 대한 임계열유속이 측정되었다. 실험 결과 너비가 큰 평판에서, 그리고 수직 위치로부터의 각도가 클수록 임계열유속이 낮게 나타났다. 이는 가열면에서 발생된 기포들의 이탈이 어려워지기 때문인 것으로 판단된다. 경사가도에 따른 전체적 인 임계열유속 경향은 기존 연구들과 대체로 일치하나, 임계열유속 감소율이 변화하는 천이 각도가 -80$^{\circ}$ 근방에서 발견되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1470-1474
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• 2004

'Nanofluids' means suspension of common fluids with particles of the order of nanometers in size. The present research is an experimental study of critical heat flux (CHF) behavior in pool boiling of $water-TiO_2$ nanofluids under atmospheric pressure. CHF for pure water and $water-TiO_2$ nanofluids were respectively measured using disk-type copper block heater with 10mm diameter, and CHF of water with surfactant was also measured to consider the effect of surfactant used to disperse nanoparticle. The results show a large increase in CHF for $water-TiO_2$ nanofluids compared to pure water. After CHF occurred, heat flux in pool boiling for $water-TiO_2$ nanofluids was maintained in considerable value, but not for pure water.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권10호
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• pp.729-736
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• 2009

Pool boiling heat transfer and critical heat flux (CHF) of water-based nanofluids with alumina and titania nanoparticles of 0.01% by volume were investigated on a disk heater at saturated and atmospheric conditions. The experimental results showed that the boiling in nanofluids caused the considerable increase in CHF on the flat surface heater. It was revealed by visualization of the heater surface subsequent to the boiling experiments that a major amount of nanoparticles deposited on the surface during the boiling process. Pool boiling of pure water on the surface modified by such nanoparticle deposition resulted in the same CHF increases as what boiling nanofluids, thus suggesting the CHF enhancement in nanofluids was an effect of the surface modification through the nanoparticle deposition during nanofluid boiling. Possible reasons for CHF enhancement in pool boiling of nanofluids are discussed with surface property changes caused by the nanoparticle deposition.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.1906-1911
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• 2007

It has been well known that pool boiling CHF in nanofluids compared to pure water significantly increase due to the deposition of nanoparticles on heater surface. This study concerns the characteristics of the nanoparticle deposition layer and its influence on CHF. Pool boiling experiments were carried out with 0.01vol.% water-$TiO_2$ nanofluids to obtain various nanoparticle-deposited heaters. CHF on the prepared heaters was measured during pool boiling in pure water. The heater surfaces were visualized using scanning electron microscope (SEM) and also characterized using contact angle and capillarity. The results showed that the CHF enhancement in nanofluids was completely dependent upon the structural and physicochemical characteristics of the nanoparticle deposition layer.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권11호
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• pp.949-956
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• 2007

Pool boiling critical heat flux (CHF) of nanofluids with oxide nanoparticles of $TiO_2$ or $Al_2O_3$ was experimentally investigated under atmospheric pressure. The results showed that a dispersion of oxide nanoparticles significantly enhances the CHF over that of pure water. Moreover it was found that nanoparticles were seriously deposited on the heater surface during pool boiling of nanofluids. CHF of pure water on a nanoparticle-deposited surface, which is produced during the boiling of nanofluids, was not less than that of nanofluids. The result reveals that the CHF enhancement of nanofluids is absolutely attributed to modification of the heater surface by the nanoparticle deposition. Then, the nanoparticle-deposited surface was characterized with parameters closely related to pool boiling CHF, such as surface roughness, contact angle, and capillary wicking. Finally, reason of the CHF enhancement of nanofluids is discussed based on the changes of the parameters.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.125-130
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• 2006

The characteristics of boiling heat transfer and critical heat flux (CHF) behavior of nano-fluids were studied by using various sized silver and alumina nanoparticles. The diameter of nanoparticles was from 2 nm to 250 nm for silver and from 20nm to 40nm for alumina. Pool boiling characteristics and CHF enhancement of nano-fluids with different sized nanoparticles were compared with those of pure water and each nano-fluids. The experiment was performed at atmospheric pressure and the temperature of the pool was maintained constantly by using a flat immersed heater. The concentration of nano-fluids was uniform in all experiments as 0.01g/liter. The results showed that the measured boiling curves were shifted to the right. It demonstrated that the occurrence of nucleate boiling regime in nano-fluids retarded, compared with that of pure water. Also, in nano-fluids, the boiling curves showed that CHF of nano-fluids is significantly enhanced and represented the effect of particle size on boiling characteristics.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.343-352
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• 2013

본 연구에서는 열전달 표면의 형상과 그 위에서의 유동 속도의 변화에 따른 풀 비등 열전달계수의 변화를 살펴보기 위해 평판, 낮은 핀, Thermoexcel-E, Turbo-B 표면을 사용하여 유동 속도를 변화시켜가며 임계 열유속까지 열전달계수를 측정하였다. 작동 유체로는 증류수를 사용하였고 사각 평면 히터($9.53{\times}9.53mm$)를 이용하여 네 가지 표면에서 임계 열유속까지의 데이터를 얻을 수 있도록 장치를 제작하였고 $60^{\circ}C$에서 유동 속도를 0, 0.1, 0.15, 0.2m/s로 변화시켜가며 데이터를 취했다. 실험 데이터를 보면 모든 표면에서 유동이 있을 때의 임계 열유속은 유동이 없을 때에 비해 높은 것으로 나타났다. 또한 표면적의 증가와 기포 이탈에 충분한 핀 간격 등으로 인해 낮은 핀 표면의 임계 열유속은 평판이나 Turbo-B, Thermoexcel-E 표면보다 훨씬 놓았고 평판에 비해서는 무려 5배 정도의 향상을 보였다. 한편 대형 냉동기의 증발기용으로 개발된 Turbo-B와 Thermoexcel-E 표면은 물에서 기포의 이탈 지름이 크므로 열전달계수와 임계 열유속 모두 예상보다 큰 효과를 나타내지 않았다. $50kW/m^2$이하의 저열유속에서는 모든 표면에 대해 유동 속도 증가에 따라 열전달계수가 증가하였다. 결론적으로 핵발전소의 증기발생기에 적용하기에는 낮은 핀 형상의 표면이 가장 좋은 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.237-244
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• 2011

경사각이 대기압하의 포화상태인 물의 풀비등에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험을 통한 연구를 수행하였다. 연구를 위하여 5mm의 틈새간격을 가지는 하부유로개폐 상태인 환상공간을 고려하였다. 환상공간의 내부에 설치된 튜브를 가열하였으며 튜브의 직경과 길이는 각각 25.4mm와 500mm이다. 경사각은 수평부터 수직까지 변경하였다. 본 실험의 결과를 틈새간격이 더 큰 환상공간 및 단일튜브에 대한 결과와 서로 비교하였다. 작은 틈새간격을 가지는 환상공간의 경우 경사각이 열전달에 미치는 영향은 그다지 크지 않음을 확인하였다. 그러나 환상공간이 수평상태인 경우 80kW/$m^2$에서 임계열유속이 관찰되었다. 액체 교란의 정도와 기포군집형성이 환상공간 내부 풀비등의 주된 열전달 기구로 이해된다.