• 설비공학논문집
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• 제13권2호
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• pp.122-133
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• 2001

Pool boiling heat transfer coefficients(HTCs) of HFC32/HFC134a, HFC125/HFC134a, HFC32/HFC125 and HFC32/HFC125/HFC134a were measured on a horizontal smooth tube. The experimental apparatus was specially designed to simulate the real heat transfer tube with the use of the secondary fluid of water. Data were taken in the order of decreasing heat flux starting at 80kW/$m^2\; and\; ending\; at\; 5kW/m^2$ in the pool temperature at $7^{\circ}C$. Test results showed that HTCs of these mixtures were 11~38% lower than those of ideal HTCs calculated by a linear mixing rule with pure fluids、 HTCs. Experimental data were compared with Stephan & Korner, Thome, Schlunder, Thome & Shakir、s correlations only to find that those correlations were not satisfactory for all fluids. Hence, a new correlation based on the present data was proposed which could be applied even to the ternary mixture. The correlation predicts the degradation of HTCs of mixtures well, showing a mean deviation of less than 15% for all the mixture data.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.275-283
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• 2007

본 논문은 세관(ID<7 mm) 내 R-22와 R-134a의 증발 열전달과 유동양식에 대한 실험적 연구이다. R-22와 R-134a의 유동양식을 관찰하기 위해 내경 2와 8 mm의 파이렉스 튜브를 사용하였고, 열전달 계수는 내경 1.77, 3.35, 5.35 mm의 수평 평활동관에 대해서 측정하였다. 증발 유동양식에서 내경 2 mm의 환상류 영역이 내경 8 mm에 비해 저건도 영역에서 발생하는 것을 확인할 수 있었고, 내경 2 mm의 유동양식은 Mandhane의 선도와 많은 오차를 보였다. 세관(ID<7 mm) 내 증발 열전달 계수는 종래의 대구경관(ID>7 mm)에 비해 관직경에 대한 영향이 많이 나타나는 것을 알 수 있었다. 내경 1.77 mm의 열전달 계수는 내경 3.36 mm와 5.35 mm에 비해서 20내지 30% 정도 높은 것을 나타났다. 또한 종래의 열전달 상관식(Shah's, Jung's, Kandlikar's and Oh-Katsuda's correlation)과 비교한 결과, 실험 데이터는 상관식과 많은 이탈 정도를 보였다. 따라서 실험데이타를 기초로 세관내 R-22와 R-134a에 적용할 수 있는 증발 열전달 상관식을 새로이 제안하였다.

• 기계저널
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• 제35권9호
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• pp.776-793
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• 1995

인간이 쾌적한 환경을 요구하는 수준과 함께 개발 및 개선되어 온 공조용 finned tube 열교환 기에 대한 연구는 앞으로도 환경과 소형화 및 정숙 운전의 요구에 부응하기 위하여 지속적인 연구 및 개선이 요구될 것이다. 또한, 생산기술이 발달함에 따라 이에 적합한 새로운 형태의 경 제적이고 효율적인 열교환기의 설계가 필요할 것이다. 특히 앞으로 중요성이 더욱 강조될 환경 오염, 재료의 재활용 등의 측면은 현재 우리가 개척해야 할 분야일 것이다. 한편으로는 국내의 짧은 열교환기 개발의 역사에 의하여 지금까지 사용되어 온 외국의 기술 및 특허 등의 무　제에 대하여 국내 고유의 기술을 보유할 수 있도록 더욱 노력을 하여야 할 것이다. 나아가 실제 열 교환기에서의 확장표면의 효과, 냉동유의 영향 그리고 혼합냉매의 열전달 특성 등을 고려할 수 있는 상관식을 개발함으로써 국내의 열교환기 설계기술이 외국에 비하여 우위를 점할 수 있도록 하는 노력이 계속되어야 할 것이다. 그리고 미래까지 이러한 기술적 우위를 지속하기 위해서는 혼합냉매의 상변화 열전달현상의 기본 메카니즘을 밝히는 등의 열교환기에서의 열유동특성에 대한 기초적인 연구와 새로운 형태의 열교환기 개발 및 전기장을 이용한 열전달 촉진 등의 신 기술을 이용한 열전달 연구 등에 대한 투자와 관심이 지속되어야 한다.

• 청정기술
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• 제13권2호
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• pp.151-158
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• 2007

프레온계 냉매의 지구온난화와 오존층파괴 문제로 인해 대체냉매로서 R-410A가 주목을 받고 있다. 이러한 대체냉매를 세관에 적용시킬 경우 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 지구환경에 미치는 영향을 감소시키고, 대기를 청정하게 만드는 기술 및 방안으로 각광 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 R-22의 대체냉매로 각광받고 있는 R-410A의 세관응축기 내에서의 응축열전달 특성에 대해 실험적으로 고찰하고자 하였다. 실험장치는 유동양식, 열전달, 압력강하 특성을 파악할 수 있도록 제작되었고, 주요 구성품은 냉매펌프, 증발기, 응축기(시험부), 사이트 글라스(가시화부), 압력탭, 측정장치 등이다. 시험부의 내관은 내경 3.36 mm와 5.35 mm인 수평평활 동관이다. 실험변수들의 범위로서 질량유속 $200{\sim}500\;kg/m^2s$이고, 열유속은 $1.0{\sim}2.4\;kW$이다. R-410A의 응축열전달 계수가 R-22에 비해 최대 5% 정도 높은 것을 알 수 있었다. 세관 내 R-410A와 R-22의 유동양식은 환상류 영역이 지배적으로 나타남을 관찰하였고, 건도가 0.2 이하인 영역에서는 성층류가 나타남을 확인할 수 있었다. 내경 3.36 mm의 압력강하가 내경 5.35 mm에 비해 $30{\sim}50%$정도 높았다. 종래의 응축 열전달 상관식과 실험데이터를 비교한 결과, Fujii의 상관식과 최대 40%이내에서 일치하였다.

• 설비공학논문집
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• 제8권2호
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• pp.254-266
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• 1996

Boiling heat transfer coefficients of pure refrigerants(R22, R32, R125, R134a, R290, and R600a) and refrigerant mixtures(R32/R134a and R290/R600a) are measured experimentally and compared with several correlations. Convective boiling term of Chen's correlation predicts experimental data for pure refrigerants fairly well(root-mean-square error of 12.1% for the quality range over 0.2). An analysis of convective boiling heat transfer of refrigerant mixtures is performed for an annular flow to study degradation of heat transfer. Annular flow is the subject of this analysis because a great portion of the evaporator in refrigeration or air conditioning system is known to be in the annular flow regime. Mass transfer effect due to composition difference between liquid and vapor phases, which is considered as a driving force for mass transfer at interface, is included in this analysis. Correction factor $C_F$ is introduced to the correlation for the pure substances through annular flow analysis to apply the correlation to the mixtures. The flow boiling heat transfer coefficients are calculated using the correlation considering nucleate boilling effect in the low quality region and mass transfer effect for nonzazeotropic refrigerant mixtures.

• 설비공학논문집
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• 제18권12호
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• pp.955-963
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• 2006

Nucleate pool boiling heat transfer coefficients (HTCs) were measured with one nonazeotropic mixture of Propane/Isobutane and two azeotropic mixtures of HFC134a/Isobutane and Propane/HFC134a. All data were taken at the liquid pool temperature of $7^{\circ}C$ on a horizontal plain tube with heat fluxes of $10kW/m^2\;to\;80kW/m^2$ with an interval of $10kW/m^2$ in the decreasing order of heat flux. The measurements were made through electrical heating by a cartridge heater. The nonazeotropic mixture of Propane/Isobutane showed a reduction of HTCs as much as 41% from the ideal values. The azeotropic mixtures of HFC134a/Isobutane and Propane/HFC134a showed a reduction of HTCs as much as 44% from the ideal values at compositions other than azeotropic compositions. At azeotropic compositions, however, the HTCs were even higher than the ideal values due to the increase in the vapor pressure. For all mixtures, the reduction in heat transfer was greater with a larger gliding temperature difference. Stephan and $K{\ddot{o}}rner's$ and Jung et al's correlations predicted the HTCs of mixtures with a mean deviation of 11%. The largest mean deviation occurred at the azeotropic compositions of HFC134a/Isobutane and Propane/HFC134a.

• 청정기술
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• 제14권1호
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• pp.53-60
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• 2008

본 연구에서는 내경이 각각 5.80 mm와 10.07 mm인 두 개의 수평 이중관열교환기 내에서의 탄화수소계 냉매의 응축열전달과 압력강하에 대한 실험을 $35.5{\sim}210.4\;kg/m^2\;s$의 질량유속과 응축온도인 $40^{\circ}C$에서 수행하였다. 탄화수소계 냉매 R-290과 R-600a의 응축열전달계수가 프레온계 냉매인 R-22보다 높았다. 응축압력강하는 R-600a > R-290 > R-22 순으로 나타났고, 내경이 5.8 mm인 관 내 보다 10.07 mm인 관 내의 압력강하가 R-600a에서는 $6{\sim}15%$ 정도 높았으며, R-290과 R-22에서는 각각 $9.8{\sim}12.5%$와 $2.1{\sim}4.6%$ 정도 높게 나타났다. 실험으로 구한 응축열전달계수와 종래의 상관관계식을 비교해 본 결과, 모든 관경에 대해 Haraguchi 등의 상관관계식과 가장 좋은 일치를 보였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.83-89
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• 2000

This paper presents a pressure drop correlation for evaporation and condensation of alternative refrigerant with oil in micro-fin tubes. The correlation was developed from a data base consisting of oil-free pure and mixed refrigerants in micro-fin tube; Rl25 R134a. R32 R410a(R32/R125 50/50% mass), R22, R407c(R32/R125/R134a, 23/25/52% mass) and R32/R134a(25/75% mass). The micro-fin tube used in this paper had 60 0.2mm high fins with a 18 helix angle. The cross sectional flow area $(A_c)$ was $60.8 mm^2$ giving an equivalent smooth diameter$(D_e)$ of 8.8mm. The hydraulic diameter $(D_h)$ was estimated to the 5.45mm. The new correlation was obtained by replacing the friction factor and the tube-diameter in Bo Pierre correlation by a friction factor derived from pressure drop data for a micro-fin tube and the hydraulic diameter, respectively. This correlation was also used to predict some pressure data with a lubricant after using a mixing viscosity rule of lubricants and refrigerants. As a result, the new correlation was also well predicted to the measured data within a mean deviation of 19.0%.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.27-36
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• 2018

그간 마이크로핀관 내 증발 열전달 및 압력 손실에 대하여 다수의 연구가 수행되었다. 하지만 대부분의 연구는 에어컨이나 히트 펌프에 사용되는 냉매에 대하여 수행되었고 R-404A에 대해서는 매우 제한된 연구만이 존재한다. R-404A는 근공비혼합냉매로 오존층 파괴와 관련하여 R-502를 대체하여 주로 저온 냉동, 냉장에 사용되고 있다. 본 연구에서는 낮은 질량유속 ($80kg/m^2s$에서 $200kg/m^2s$)에서 외경 9.5 mm 마이크로핀관 내 R-404A 증발 열전달 실험을 수행하였다. 또한 비교를 위해 외경 9.5 mm 평활관에 대한 실험도 수행하였다. 실험 결과 마이크로핀관의 전열촉진비는 질량유속이 증가할수록, 열유속이 감소할수록 증가하였다. 이러한 현상은 마이크로핀에 의한 대류 열전달의 증가와 열유속의 상대적 기여에 의한 것으로 판단된다. 또한 실험 범위에서 마이크로핀관의 마찰손실이 평활관의 마찰손실보다 다소 (최대 28%) 크게 나타났다. 기존 상관식은 저유량 R-404A 열전달계수 및 압력손실을 적절히 예측하지 못하는데 이는 본 실험 범위가 기존 상관식의 범위 밖에 있기 때문으로 판단된다.