• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.367-375
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• 2013

본 연구는 타원형 핀-튜브 열교환기에 대해 AR, 피치, 와류발생기의 위치, 튜브 표면의 돌기형상에 따른 열전달계수 및 압력강하 특성을 수치해석으로 분석하였다. CFD해석시 경계조건으로는 튜브표면의 온도는 348 K이고, 입구공기속도는 1~5 m/s 범위로 가정하였고, 수치해석시 사용된 모델로는 민감도를 고려하여 RSM 7차 난류모델을 하였다. 해석결과로는 AR 및 세로피치가 작을수록 열전달률이 향상되는 것으로 나타났으며 가로피치에 대한 영향은 근소한 차이를 나타냈으며, 와류발생기의 설치는 튜브 전방에 위치할수록 열전달특성상 양호한 것으로 나타났다. 또한 튜브표면의 돌기형상은 톱니형보다 원형이 압력강하나 열전달특성이 유리한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.5778-5788
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• 2015

본 연구에서는 복합 전열 촉진 핀 열교환기의 습표면 열전달 및 압력손실에 대하여 실험적으로 검토하였다. 비교를 위하여 널리 사용되는 루버 핀 열교환기에 대한 실험도 수행하였다. 핀 핏치(1.5mm~1.7mm)와 열수(1열~3열)를 변화시키며 열전달 및 압력손실에 미치는 영향을 검토하였다. 실험범위에서 핀 핏치가 j와 f 인자에 미치는 영향은 크지 않았다. 열수가 증가하면 j와 f 인자 모두 감소하였다. 복합 전열 핀 열교환기의 j와 f 인자가 루버 핀 열교환기의 값들보다 크게 나타났다. 1열의 경우 평균 j 인자와 f 인자는 11%, 43% 크고, 2열에서는 8%, 50%, 3열에서는 17%, 53% 크게 나타났다. 동일 압력 손실 대비 전열 성능은 복합 전열 촉진 핀 열교환기가 1열에서 2.0%, 2열에서 3.1%, 3열에서 8.4% 크게 나타났다. 실험 자료를 기존 루버 핀 상관식과 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.3698-3707
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• 2015

본 연구에서는 비대칭형 슬릿 핀 열교환기의 습표면 열전달 및 압력손실에 대하여 실험적으로 검토하였다. 비교를 위하여 널리 사용되는 루버 핀 열교환기에 대한 실험도 수행하였다. 실험범위에서 핀 핏치가 j와 f 인자에 미치는 영향은 크지 않았다. 또한 루버 핀 시료의 j와 f 인자가 슬릿 핀 시료의 값들보다 크게 나타났다. 1열의 경우 평균 j 인자와 f 인자는 27%, 31% 크고, 2열에서는 15%, 30% 크게 나타났다. 슬릿 핀과 루버 핀 모두 열수가 증가하면 j와 f 인자가 감소하였다. 슬릿 핀의 평균 j/f가 루버 핀보다 1열에서 3.4%, 2열에서 11.5% 크게 나타났다. 본 데이터로부터 새로운 상관식을 도출하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4364-4374
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• 2015

본 연구에서는 복합 전열 촉진 핀 열교환기의 열전달 및 압력손실에 대하여 실험적으로 검토하였다. 비교를 위하여 널리 사용되는 루버 핀 열교환기에 대한 실험도 수행하였다. 핀 피치(1.5mm~1.7mm)와 열수(1열~3열)를 변화시키며 열전달 및 압력손실에 미치는 영향을 검토하였다. 실험범위에서 핀 피치가 j와 f 인자에 미치는 영향은 크지 않았다. 열수가 증가하면 j 인자는 감소하고 f 인자는 열수와 무관하였다. 루버 핀의 j와 f 인자가 복합 전열 촉진 핀의 값들보다 크게 나타났다. 1열의 경우 평균 j 인자와 f 인자는 23%, 27% 크고, 2열에서는 11%, 8%, 3열에서는 10%, 9% 크게 나타났다. 하지만 동일 압력 손실 대비 전열 성능은 복합 전열 촉진 핀 열교환기가 1열에서 6.4%, 2열에서 11.1%, 3열에서 13.6% 크게 나타났다. 기존 루버 핀 상관식은 j 인자를 과대 예측하고 f 인자를 과소 예측하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.615-624
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• 2014

핀-튜브 열교환기는 산업용 보일러, 라디에이터, 냉동기 등에 많이 사용되고 있어 열교환기의 성능향상을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Plain형 핀-튜브 열교환기에 대해 가로피치, 와류발생기위치, 튜브표면의 돌기형상 및 돌기개수 등의 변화에 따른 열전달 및 압력강하 특성을 이론적으로 해석하였다. CFD 해석시 경계조건으로는 SST 난류모델을 적용하였으며, 튜브표면의 온도는 333 K이고, 입구측 공기의 온도와 속도는 423~438 K, 1.5~2.1 m/s로 가정하였다. 해석결과로는 열전달계수는 가로피치에 대한 영향은 큰 차이가 없으며, 열전달특성은 와류발생기 설치가 튜브 전방부에 위치할수록 양호한 것으로 나타났다. 또한 튜브표면의 돌기형상은 열전달 및 압력강하 특성에서 원형이 톱니형과 삼각형보다 적절하였으며, 16개 원형 돌기형상이 가장 양호하였다.

• 설비공학논문집
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• 제9권2호
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• pp.153-162
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• 1997

In this study, the wet surface heat transfer coefficients and friction factors of the heat exchanger with slit-wavy fin were measured. Four sample cores of two or three row with fins of 12 fpi or 16 fpi were tested. Tests were conducted in a closed loop wind tunnel, where the heat exchanger was mounted at 45 degree inclination angle. The wet surface heat transfer coefficient was reduced following the procedure given in ARI 420-81. During the course, new definitions of the $\varepsilon$-NTU applicable to enthalpy driving system were introduced. The wet surface heat transfer coefficients were approximately equal to the dry surface values. However, the friction factors were approximately 120% to 170% higher than those of the dry surface. Both the heat transfer coefficient and the friction factor of the wet surface increased as the relative humidity increased, fin pitch decreased, and the number of row decreased, although the difference was not large.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권4호
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• pp.307-316
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• 2008

The objective of this study is to provide numerical and experimental data that can be used to investigate the performance characteristics of a flat plate fin-tube evaporator in household and commercial refrigerators under frosting conditions. Computer simulations with variations of operating conditions such as air inlet temperature, relative humidity, and geometries were performed to find out optimal design parameters of a fin-tube evaporator for household and commercial refrigerators. The tube-by-tube method was used in the simulation and the frost growth model was considered under frosting conditions. The developed analytical model predicted the decreasing rates of heat transfer capacity and air flow rate ratio within ${\pm}$10% compared to the experimental results for a refrigerator under real operating conditions. As a result, the frost thickness at $3^{\circ}C$ & 80% is increased 40% than that of $-3^{\circ}C$ & 80%, and the frost thickness at $3^{\circ}C$ & 90% is increased 30% than that of $3^{\circ}C$ & 60%. Accordingly, the operating time of the evaporator in the refrigerator was reduced with the increase of the decreasing rate of air flow rate ratio at each condition.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.60-65
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• 2008

A typical louvered-fin oil cooler can be easily contaminated under dusty environment hence resulting in poor performance of a heat exchanger. Thus, in this study, a dust-proof oil cooler has been studied with a unique shape of a 3-dimensional wavy fin since non-louvered fins could have better performance under dusty environment compared to louvered fins. Recently, they have been introduced to commercial and constructional vehicles in Japan. At first numerical analysis has been done to optimize the angle of the wavy fin so that the oil cooler developed can satisfy the target performance. The wavy fin has been then made with roll-forming and roll-pitch stands, and a prototype of an oil cooler with the wavy fin has been finally built with brazing. The performance test showed that the heat release rate of the oil cooler was well beyond the target, 4.94kW and the air-side pressure drop was below the criterion, 0.19kPa. In addition, the results showed that the numerical prediction was effective enough to design the dust-proof oil cooler that satisfies the performance criteria.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2415-2423
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• 2015

본 논문은 12.7mm 원관을 변형하여 만든 세장비 0.6(짧은 직경 10.0mm, 긴 직경 16.5mm)의 타원관이 적용된 사인 웨이브 핀-관 열교환기의 습표면 공기측 성능실험에 관한 것이다. 핀 핏치와 열 수를 변화시켜 총 12개의 시료에 대하여 실험을 수행하였다. 타원관에서 핀 핏치 변화에 따른 j, f 인자의 영향은 미미 하였으나, 열수에 따라서는 1row에서 j인자가 가장 낮았다 (가장 높은 2row의 81%). 하지만 원관에서는 1row에서 가장 높게 나타나는 차이점을 보였다. 이는 타원관에 적용된 사인 웨이브 채널의 유동 특성에 기인한 것으로 판단된다. 원관 열교환기와 $j/f^{1/3}$값을 비교한 결과 1열을 제외하고는 타원관 열교환기의 전열성능이 우수함을 알 수 있다. 즉, 타원관 열교환기의 $j/f^{1/3}$값이 원관의 값보다 2열에서 1.6~2.5 배, 3열에서 1.4~2.4 배, 4열에서 1.2~1.8배 크게 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권7호
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• pp.891-898
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• 2011

The present work was conducted to get the best geometric information for the optimum design of the complex heat exchanger. The objective function for optimal design was expressed as a combination of pressure drop and heat transfer rate. The geometric parameters for the variables of louver pitch and height, tube width, etc., were limited to ranges set by manufacturing conditions. The optimum geometric parameters were calculated by using empirical correlations and theory. The sensitivity of the parameters and optimum values are shown and discussed. The weighting factor in the objective function is important in the selection of the louver fin-tube heat exchanger.