• 제목/요약/키워드: Compact 열교환기

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밀집형 열교환기 내 공기 측 대류열전달특성 (Analysis for Air-Side Convective Heat Transfer Characteristics in Compact Heat Exchangers)

  • 모정하;이상호
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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    • pp.1443-1448
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    • 2009
  • Numerical analysis has been carried out to investigate air-side convective heat transfer characteristics in compact heat exchangers with continuous plate fins. Simulation results such as air flow and temperature distributions are presented, and heat transfer characteristics are compared for various inlet conditions. Results from various turbulence models are also compared for applicability. There is large difference between the local heat transfer coefficient distributions along the cylinder wall for circular tubes. Colburn j factors from the calculated results of circular and flat tubes in the heat exchangers are compared for various Reynolds number. The predicted results in this study can be applied to the optimal design of air conditioning system. with compact heat exchanger.

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원형관 및 납작관-평판휜 형상의 밀집형 열교환기에 대한 대류열전달 상관관계식 (Convective Heat Transfer Correlations for the Compact Heat Exchanger with Circular Tubes and Flat Tubes-Plate Fins)

  • 모정하
    • 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.

미소열교환기법에 의한 밀집형 열교환기의 성능 계산 : 핀을 통한 튜브간 전도의 영향 (Computation of Compact Heat Exchanger Performance by the Heat Exchangelet Method : Effect of Tube-to-tube Conduction along the Fin)

  • 성시경;송태호;최영철
    • 설비공학논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.494-501
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    • 2000
  • Effectiveness of a 3-pass plate finned-tube heat exchanger is calculated using heat exchangelet method by changing the shape of fin and the arrangement of tubes. The alternative refrigerant R134a is taken in this study. Conduction between neighboring tubes along the fin is taken into account in addition to convection between the fin and the surrounding air. Governing equations are obtained by using energy balance in a small control volume containing a tube and fins. They are numerically solved following the tube. Effect of tube-to-tube conduction is investigated in single-phase and two-phase flows with various fin shapes and arrangements of tubes. Improvement of effectiveness by fin perforation is studied too. The results shows that perforating fins, increasing the number of tubes, and increasing the distance between neighboring tubes at the same fin area enhance the effectiveness.

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하이브리드 열교환기 적용 고압 컴팩트 스팀 유닛 개발에 관한 기초 연구 (A basic study on development of high-pressure compact steam unit applied hybrid heat exchanger)

  • 김정훈;임계훈;김승현;진철규;박재홍;조성열;홍인기;이상래
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권6호
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    • pp.453-457
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    • 2016
  • 발전 플랜트, 석유 화학 플랜트, 단위 공장과 같은 다양한 산업 플랜트에서, 사용 후 스팀이나 잉여 스팀을 이용하여 온수나 급탕수를 만드는 시스템의 수요가 증가하고 있다. 스팀을 사용하여 온수를 제조하는 장치인 컴팩트 스팀 유닛(Compact Steam Unit, 이하 CSU)가 에너지 재활용 측면에서 좋은 대안이 되고 있다. 본 연구에서는 고압 CSU 개발을 위한 기초 연구로서, CSU의 핵심 부품인 열교환기로 기존 판형 열교환기 대신 하이브리드 열교환기를 적용하여 위해, 실험적인 방법으로 하이브리드 열교환기의 전열 특성을 파악하고자 하였다. 실험 결과, 온수측과 냉수측 사이의 열 평형은 ${\pm}5%$ 이내를 만족하였다. 레이놀즈 수가 증가함에 따라, 총괄 열전달 계수는 선형적으로 증가하였으며, 채널 유속 0.5 m/s 이상에서 총괄 열전달 계수는 개발 목표치인 $5,524W/m^2K$를 초과하였다. 레이놀즈 수가 증가함에 따라, 압력 강하 또한 증가하였으며, 단위 길이당 압력 강하값은 유속 0.5 m/s에서 50 kPa/m 이하였다.

비대칭 엇갈림 배열로 구성된 납작관-평판휜 형상의 밀집형 열교환기에 대한 대류열전달 특성 해석 (Analysis of Convective Heat Transfer Characteristics for the Compact Heat Exchanger with Flat Tubes and Plate Fins Having a Non-symmetric Staggered Arrangements)

  • 모정하;이상호
    • 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.

종횡비에 따른 납작관-평판휜 형상의 밀집형 열교환기 내공기 측 대류열전달특성에 대한 수치해석 (Numerical Analysis for the Air-Side Convective Heat Transfer Characteristics in a Compact Heat Exchanger with Flat Tubes and Plate Fins According to the Aspect Ratio)

  • 모정하
    • 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.

원형관-평판휜 형상의 밀집형 열교환기 내 공기 측대류열전달특성에 대한 수치해석 (Numerical Analysis for the Air-Side Convective Heat Transfer Characteristics in a Compact Heat Exchanger with Circular Tubes and Continuous Plate Fins)

  • 모정하;이상호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권12호
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    • pp.994-1001
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    • 2007
  • Numerical analysis has been carried out to investigate air-side convective heat transfer characteristics in a compact heat exchanger with circular tubes and continuous plate fins. Simulation results such as air velocity and temperature distributions are presented, and heat transfer coefficients are compared with previous experimental correlations. Three models of standard and RNG $k-{\varepsilon}$, and Reynolds stress are applied for turbulence model applicability. Predicted heat transfer coefficient from the models of standard and RNG $k-{\varepsilon}$ are very close to those of the heat transfer correlations while there are relatively large difference, more than 17 percentage in the result from the Reynolds stress model. From the calculated results a correlation for Colburn j factor in the compact heat exchanger system is suggested.

하이브리드 판형 열교환기 적용 컴팩트 스팀 유닛 개발을 위한 성능 평가에 관한 실험적 연구 (An experimental study on performance evaluation for development of compact steam unit applied with hybrid plate heat exchanger)

  • 박재홍;조성열;이준석;이상래;김승현;임계훈;서정완;김정훈
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제41권4호
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    • pp.296-301
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    • 2017
  • 발전 플랜트, 석유 화학 플랜트, 단위 공장과 같은 다양한 플랜트에서 사용 후 스팀이나 잉여 스팀을 이용하여 온수나 급탕수를 생산하는 시스템의 수요가 증가하고 있다. 컴팩트 스팀 유닛(Compact Steam Unit, 이하 CSU)은 이러한 (폐)스팀 등을 이용하여 온수와 급탕수를 생산하는 시스템으로서 에너지 재활용 측면에서 매우 좋은 대안이 되고 있다. 본 연구에서는 CSU의 핵심 기자재 중 하나인 열교환기를 기존 판형 열교환기에서 성능이 개선된 하이브리드 판형 열교환기를 사용하였고, 개선된 온도 조절 밸브 및 제어 시스템 등으로 새로운 형태의 CSU(1,600 kW급)를 구성하여, CSU의 성능 시험을 수행하였으며 시험 결과를 CSU의 상용화를 위한 자료로 삼고자 하였다. 실험 결과, 1차측(고온측, 스팀)과 2차측(저온측, 냉수) 사이의 에너지 밸런스는 ${\pm}0.77%$ 이내였으며, CSU의 성능 평가 요소 중 가장 중요한 2차측 냉수 출구 온도 편차는 $(0{\sim}0.3)^{\circ}C$ 이었다.

밀집형 열교환기에 사용하는 평판핀 성능에 관한 수치적 연구 (Numerical investigation of plate fin performance for a compact heat exchanger)

  • 유재욱;송태호
    • 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.

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