• 연구논문집
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• 통권30호
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• pp.15-23
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• 2000

In this study, develop the thermal pump using water evaporation and condensation. Vapor from heating room moves up to pumping room and press the water of pumping room. Consequently water is pumped out to water tank. Then hot vapor direct contact with cold water in condensing room after pumping process. At this time, pressure of condensing room is down to-5kPa and suck in water of tank. This pump executes self ping and good durability because of no mechanical moving parts. Thermal pump is pumped cyclic so that, this pump is not used single. Therefore thermal pump of hot water boiler used to multi-stage for stable pumping rate. As the result of performance test, the developed thermal pump proves pumping action of water evaporation/condensation. And total volume flow rate is 500liter during one hour. If three thermal pump is installed parallel, this pump can use to the hot water boiler in the 300,000kcal/h class.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권12호
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• pp.1667-1672
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• 2003

In contrast to the high demand for MEMS devices, microflow analysis is not feasible even for single-phase flow with conventional Navier-Stokes equation because of non-continuum effect when characteristic dimension is comparable with local mean free path. DSMC is one of particle based DNS(Direct Numerical Simulation) methods that uses no continuum assumption. In this paper, gas flow in microchannel is studied using DSMC. Interfacial shear and flow characteristics are observed and compared with the results of gas flow that is in contact with liquid case and solid wall case. The simulation is limited to the case of equilibrium steady state and evaporation/condensation coefficient is assumed to be the same and unity. System temperature remains constant and the interfacial shear appears to be small compared to the result with solid wall. This is because particles evaporated and reflected from the liquid surface form high density layer near the interface with liquid flow.

• 기계저널
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• 제35권7호
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• pp.638-646
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• 1995

직접접촉 얼교환 기술은 냉각탑, 접촉급수 가열기 및 공기분리기 등과 같은 장치에 예전부터 이용되어 왔는데, 그 주요한 적용이유는 가열유체와 수열유체의 사이에 일어나는 전열이 일반 열교환기와는 달리 고체벽(금속 열전달표면)을 통과하지 않고 열교환을 함으로써, 종래의 열교 환기에 비하여 상대적으로 설비의 간단화, 부식 및 스케일 부착문제가 경감됨에 따른 적은 유 지보수비 및 높은 열전달률을 얻을수 있는 이점이 있으며, 저 온도차에서의 효율적인 사용이 가능하기 때문이다. 이 글에서는 직접접촉응축 현상의 장점을 이용하는 직접접촉식 교환기의 구조와 형태, 그리고 그 응용분야에 대해서 알아보고자 한다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권4호
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• pp.482-491
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• 2001

An experimental study has been carried out to investigate an I-type sparger-performance in view of pressure oscillation and thermal mixing in a pool. Its pitch-to-hole diameter, P/D, varies from 2 to 5. The test conditions are restricted to the condensation oscillation regime. In the present study, two different hole patterns, staggered and parallel types, are employed under various test conditions. The amplitude of the pressure pulse shows a peak for pool temperatures of 45∼85$\^{C}$, which depends on P/D and the steam mass flux. The effect of hole pattern on the pressure load is smaller than that of P/D. The dominant frequency increases with the subcooling temperature of pool water and P/D. A correlation for the dominant frequency is proposed in terms of the pitch-to-hole diameter ratio and other dimensionless thermal hydraulic parameters.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.442-447
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• 2006

In semiconductor manufacturing clean rooms, it becomes important to remove airborne molecular contaminants as well as particulate contaminant in outdoor air introduced into clean rooms. One suitable control technique for these chemical contaminants is air washing by water in an outdoor air handling unit. In order to enhance the removal efficiency of chemical contaminants the effect of adding a heating and humidifying process before an air washer was examined.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.298-308
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• 1999

과냉각수조로 분사되는 증기의 직접접촉 응축특성을 알아보기 위하여 다섯 개의 수평 노즐에 대해 증기 질량유량과 수조 온도를 여러 가지로 변화시키면서 실험적 연구를 수행하였다. 증기응축현상을 육안관찰과 고속 비디오 카메라를 사용한 방법으로 분석한 결과, 안정된 증기제트인 경우 증기 질량속과 수조온도가 변화함에 따라 타원형 및 원추형 증기제트 형상이 나타나는 것을 관찰하였다. 증기제트 팽창비, 증기제트 길이 및 응축연전달계수를 구하였고, 증기 질량속, 수조온도 및 노즐 내경이 미치는 영향을 분석하였다. 증기제트 길이와 응축열전달계수를 증기 질량속 및 응축추진 포텐셜의 함수로 나타낸 상관식을 구하였다. 증기제트 내부와 주위 수조온도 분포를 구했으며 증기 질량속, 수조온도 및 노즐 내경이 미치는 영향을 분석하였다. 처깅, 천이처깅, 응축진동, 안정응축, 방울응축진동 및 간헐진동응축 등 여섯 가지 영역으로 구분된 응축 영역도를 작성하였다. 그 외, 수조 벽면에서의 동압을 측정하였고, 증기 질량속과 수조온도에 따라 변화하는 증기 응축모드와 동압과는 밀접한 연관성이 있음을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제26권3호
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• pp.71-77
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• 2017

피동고압충수용 혼합형 안전주입탱크 (Hybrid SIT)의 압력평형시간은 냉각수 주입시기를 결정하는 주요인자이다. 한국원자력연구원 (KAERI)에서는 Hybrid SIT에서의 내부 열수력적 거동을 고찰하기 위해 개별효과시험 장치를 구축하였으며, 다양한 운전조건에서의 압력평형시간에 대한 민감도 시험을 수행하였다. 개별효과시험을 통해 압력평형시간을 결정하는 주요인자들을 도출하였으며, 그 중 증기의 벽면응축 및 냉각재와의 직접접촉응축이 압력평형시간을 결정하는 주요 현상임을 파악하였다. 본 연구에서는 개별효과 시험결과들을 이용하여 각각의 응축현상들이 압력평형에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고 혼합형 SIT의 압력평형시간을 예측하기 위한 방법론을 제시하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.1066-1080
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• 2024

SMART100 has a containment pressure and radioactivity suppression system (CPRSS) for passive containment cooling system (PCCS). This prevents overheating and over-pressurization of a containment through direct contact condensation in an in-containment refueling water storage tank (IRWST) and wall condensation in a CPRSS heat exchanger (CHX) in an emergency cool-down tank (ECT). The Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) constructed scaled-down test facilities, SISTA1 and SISTA2, for the thermal-hydraulic validation of the SMART100 CPRSS. Three separate effect tests were performed using SISTA1 to confirm the heat removal characteristics of SMART100 CPRSS. When the low mass flux steam with or without non-condensable gas is released into an IRWST, the conditions for mitigation of the chugging phenomenon were identified, and the physical variables were quantified by the 3D reconstruction method. The local behavior of the non-condensable gas was measured after condensation inside heat exchanger using a traverse system. Stratification of non-condensable gas occurred in large tank of the natural circulation loop. SISTA2 was used to simulate a small break loss-of-coolant accident (SBLCOA) transient. Since the test apparatus was a metal tank, compensations of initial heat transfer to the material and effect of heat loss during long-term operation were important for simulating cooling performance of SMART100 CPRSS. The pressure of SMART100 CPRSS was maintained below the design limit for 3 days even under sufficiently conservative conditions of an SBLOCA transient.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1763-1773
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• 1991

본 연구에서는 포화수증기와 공기의 혼합기내에서 분무수적으로의 열 및 질량 전달률을 계산하기 위하여 수적의 부분혼합모형과 비혼합모형에 대하여 수적내 과도온 도분포의 해석해를 적용성이 보장되면서도 계산상의 어려움이 수반되지 않는 형태로 구하기 위하여 수적내부의 열전도해석에 있어서 적분법을 적용하였다. 적분법으로 얻어지는 과도온도분포의 해는 유한차의 다항식으로 표시되어 비혼합모형인 경우 각시 간 구간의 경계에서의 온도분포가 연속성을 유지하면서 물성치들의 온도에 대한 종속 성이 쉽게 고려되고 계산도 용이한 형태이다. 본 보에서 제시하는 해석결과의 적용 성을 조사하기 위하여 완전혼합모형을 포함하는 세가지 수적모형들에 대한 계산결과들 로부터 얻어진 시간변화에 따른 수적의 무차원 체적평균온도변동을 유효한 실험결과들 과 비교, 검토하였으며, 부분혼합모형에 대하여 혼합기의 압력, 수적의 초기온도, 혼 합기 속에 포함되어 있는 수증기의 체적분율, 수적의 초기크기, 수적의 초기속도 및 분사각도가 주위혼합기로부터 수적으로 전달되는 열 및 질량전달에 미치는 영향을 조] 사하고 도출된 대표적인 검토 결과를 제시하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.1052-1065
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• 2024

Advanced Pressurized Water Reactors (APWRs) and Boiling Water Reactors (BWRs) employ a suppression pool as a heat sink to prevent containment overpressure. Steam can be discharged into the pool through multi-hole spargers or blowdown pipes in both normal and accident conditions. Direct Contact Condensation (DCC) creates sources of momentum and heat. The competition between these two sources determines the development of thermal stratification or mixing of the pool. Thermal stratification is of safety concern as it reduces the cooling capability compared to a completely mixed pool condition. In this work we develop a scaling approach to prediction of the thermal stratification in a water pool induced by steam injection through spargers. Experimental data obtained from large-scale pool tests conducted in the PPOOLEX and PANDA facilities, as well as simulation results obtained using validated codes are used to develop the scaling. Two injection orientations, namely radial injection through multi-hole Sparger Head (SH) and vertical injection through Load Reduction Ring (LRR), are considered. We show that the erosion rate of the cold layer can be estimated using the Richardson number. In this work, scaling laws are proposed to estimate both the (i) transient erosion velocity and (ii) the stable position of the thermocline. These scaling laws are then implemented into a 1D model to simulate the thermal behavior of the pool during steam injection through the sparger.