• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.291-298
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• 2010

본 논문은 자동차 디젤엔진의 EGR 시스템에 사용되는 EGR 냉각기의 열교환 효율에 관한 것으로 배기가스의 냉각수 사이의 열교환을 촉진시키기 위한 방법으로 딤플형 EGR 냉각기를 설계 및 그 성능을 평가하였다. 개발초기 단계에서 딤플형 EGR 냉각기의 성능을 평가하기 위하여 기존 스파이럴 타입의 EGR 냉각기와 딤플형 EGR 냉각기의 전열면적을 비교하였으며, 균질화 기법을 이용한 유한요소해석을 통하여 딤플형 EGR 냉각기의 구조 건전성을 평가하였다. 또한, 딤플형 열교환 튜브의 생산공정-딤플성형, edge bending, center v-notch bending, 압착, 플라즈마 용접-을 체계화하였다. 최종적으로 본 연구를 통하여 딤플형 EGR 냉각기를 개발하였으며, 그 성능을 검증하였다.

• 한국가스학회지
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• 제6권1호
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• pp.92-97
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• 2002

가스흡수식 냉온수기의 작동매체로 사용되고 있는 LiBr 수용액 중에서 열교환기 세관용 재료인 동 세관 및 동합금재인 큐프로니켈 세관의 부식특성에 관한 연두를 하기 위하여 $62\%$ LiBr 수용액 중에서 각 재료에 대한 전기화학적 분극실험을 실시하여 부식특성을 고찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다 1) 열교환기 세관재의 분극저항은 $30\%$ 큐프로니켈 세관 > $10\%$ 큐프로니켈 세관 > 동 세관의 순으로 높게 나타난다 2) 큐프로니켈 세관의 개로전위는 동 세관보다 귀전위화되면서 부식전류밑도는 더 억제된다 3) $30\%$ 큐프로니켈 세관의 부동태 영역은 $10\%$ 큐프로니켈 세관보다 전위구간이 더 크게. 나타나면서 부동태유지 전류밀도는 더 낮아진다.

• 생물환경조절학회지
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• 제12권3호
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• pp.107-113
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• 2003

본 연구에서는 온실의 온풍식 난방시스템 연통에 장착할 수 있는 폐열 회수기의 성능 개선을 목적으로 기 설계된 세 가지 열교환 장치와 기존의 장치에서 열교환 면적과 파이프의 두께 및 공기흐름 방향을 개량한 새 열교환 장치에 대해 열회수 성능을 실험적으로 비교 분석하였다. 그 결과 기존의 열 교환장치인 A형, B형 및 C형의 열회수 성능은 동일 송풍전입에서 각각 42.2%, 40.6% 및 54.4% 정도였으나 , 새로 개량된 D형은 69.2%로써 가장 현저히 높게 나타났다. 그러나 열회수용 공기의 흐름방향 변화에 따른 열회수 성능 개선효과 (A형 대비 B형)는 없는 것으로 나타나 적정 송풍기 용량이라면 직선형이 공기의 흐름방향 180${\circ}C$ 굴절시키는 헤어핀형보다 효과적인 것으로 판단된다. 결국 열회수 성능은 열회수 시스템의 열교환 면적과 열교환 파이프의 두께 및 풍속에 크게 좌우되는 것으로 나타났다. 따라서, 열교환 파이프의 내구성 등 을 고려하여 기능한 한 범위 내에서 열 교환면적을 증대시키거나 열교환 파이프의 두께를 앓게 하고 풍속을 증대시키는 것이 열회수 성능 개선효과와 직결됨을 알 수 있었다. 그리고 송풍기 용량이 필요이상으로 큰 경우, 소비전력이 많게 되는 등의 문제가 있기 때문에 적정용량 및 제품의 안정성을 고려하여 선택해야 할 것으로 판단되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.783-789
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• 2012

본 연구에서는 나선형 튜브내의 난류 열전달 및 하중 특성을 수치해석 방법을 이용하여 파악하였다. 열교환기와 같은 공학적 설비에서 관내 열전달을 향상시키기 위해 튜브의 형상을 나선형으로 설계한다. 이에 나선형 튜브내의 열전달 및 난류 특성에 대한 많은 실험적 연구가 이루어 졌으나, 대부분의 연구가 압력 강하 및 열전달 상관관계에 초점이 맞추어 진행되었다. 나선형 튜브내의 유동은 원심력에 의해 튜브 바깥쪽에서는 상대적으로 높은 열전달 및 전단응력이 발생하지만, 안쪽에서는 낮은 열전달 및 전단응력이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 튜브의 원주방향으로 발생하는 전단 응력 및 Nusselt 수의 변화를 Reynolds 수와 나선 코일의 지름을 변경하며 정량적으로 살펴보았다. 나선 코일 안쪽에서 국부적인 전단응력과 열전달율이 크게 낮게 특정되었으며, 이는 튜브 재질의 안정성에 영향을 미칠 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 마찰계수와 Nusselt 수에 대한 기존 상관관계식을 검증하였으며, 직관에서의 마찰계수와 Nusselt 수의 상관관계식이 나선형 튜브의 형상에도 적용될 수 있음을 관측하였다. 본 연구의 결과는 열교환기나 증기발생기의 안전성 평가를 위해 중요한 데이터로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.534-542
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• 2012

Vertical closed-loop ground source heat pump systems(GSHP) have been installed widely in Korea since it can extract moderate temperature level of geothermal heat in a small area. As a ground heat exchanger, a vertical closed-loop type with brine circulation is mostly preferred since it is simple and less harmful to ground environment. However, it requires a secondary heat exchange loop between the refrigerant in a heat pump and the brine. By adding a geothermal heat exchanger in the secondary heat exchange loop, circulation pumps should be attached and the temperature difference between refrigerant and ground is increased, which are important parts of performance degradation. In this paper, annual and seasonal performances of direct expansion(DX) geothermal heat pump were estimated mathematically as an alternative of classical indirect geothermal heat pump based on the annual performance evaluation. As a result, DX geothermal heat pump showed 43% higher annual performance than the classical U-tube geothermal heat pump.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권3호
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• pp.114-122
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• 2012

Vertical closed-loop ground source heat pump systems(GSHP) have been installed widely in Korea since it can extract moderate temperature level of geothermal heat in a small area. As a ground heat exchanger, a vertical closed -loop type with brine circulation is mostly preferred since it is simple and less harmful to ground environment. However, it requires a secondary heat exchange loop between the refrigerant in a heat pump and the brine. By adding a geothermal heat exchanger in the secondary heat exchange loop, circulation pumps should be attached and the temperature difference between refrigerant and ground is increased, which are important parts of performance degradation. In this paper, annual and seasonal performances of direct expansion(DX) geothermal heat pump were estimated mathematically as an alternative of classical indirect geothermal heat pump based on the annual performance evaluation. As results, DX geothermal heat pump showed 43% higher annual performance than the classical U-tube geothermal heat pump.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권6호
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• pp.659-664
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• 2016

Ash deposition of heat exchange boiler, caused mainly by accumulation of particulate matter, reduces heat transfer of the boiler system. Heat and mass transfer through porous media such as ash deposits mainly depend on the microstructure of deposited ash. Therefore, in this study, we investigated microstructural and thermal properties of the ash deposited on the boiler tube. Samples for this research were obtained from the fuel economizer tube in an industrial waste incinerator. To characterize microstructures of the ash deposit samples, scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES), X-ray diffraction (XRD) and BET analysis were employed. The results revealed that it had a porous structure with small particles mostly of less than a few micrometers; the contents of Ca and S were 19.3, 22.6% and 18.5, 18.7%, respectively. Also, the results showed that it consisted mainly of anhydrite ($CaSO_4$) crystals. - The thermal conductivities of the ash deposit sample obtained from the economizer tube in industrial waste incinerator were measured to be 0.63 and 0.54 W/mK at $200^{\circ}C$, which were about 100 times less than the thermal conductivity (61.32 W/mK) of the boiler tube itself, indicating that ash deposition on the boiler tube was closely related to a decrease in boiler heat transfer.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권1호
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• pp.48-56
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• 2021

In this study, the heat transfer process around the finned channel tubes is numerically examined. Serially arranged tubes of an evaporator were used for heat exchange. The numerical analysis results confirmed that the vortex generated at the rear of the channel pipe was caused by the fin. Furthermore, it was also confirmed that the temperature difference was large between the inlet and outlet ends of the fin. The temperature of the location where the fin was attached to the channel pipe was found to be close to the surface temperature of the channel wall. However, the temperature rose rapidly closer to the ambient air temperature of 350 K towards the fin end, located at a distance of 0.035 m; it was found to have a significant influence on the heat transfer around the fin-attached channel tube. The wider the vertical flow path, the lower the total heat transfer coefficient. However, the overall heat transfer coefficient increased as the horizontal flow path narrowed. The increment is attributed to an increase in the heat transfer amount due to increased heat transfer surface.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권6호
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• pp.702-708
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• 2006

This study shows the experimental characteristics of the double pipe inserted liquid pipe with small diameter in the gas pipe with large diameter for circulating of a liquid of high temperature, pressure and a gas of low temperature, pressure at the same time. So the functions of pipe and pipe's expansion and heat transfer are presented simultaneously. In the result, the temperature of gas refrigerant at the inlet of compressor increased about $5^{\circ}C$ by the heat transfer with liquid refrigerant in case of the double pipe. And liquid gas refrigerant which the temperature at the inlet of evaporator decreased about $3^{\circ}C$ comparing with the existing type flows into an evaporator COP of the double pipe increased about $7{\sim}10%$ comparing with that of the conventional pipe. And the noise of the double pipe at capillary tube is less than that of the conventional type about 3dB. Consequently. it is convinced the superiority of the double pipe in the heat loss and soundproofing aspect.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.27-37
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• 2019

쉘-튜브 열교환기가 나로우주센터 추진기관종합시험장(PSTC)에 설치되었으며, 이 열교환기는 극저온의 헬륨을 고온의 열매유와 열교환하여 약 500 K 까지 가열시키는 역할을 한다. 열교환기에서 토출되는 헬륨의 온도가 설계보다 100 K 낮게 나옴에 따라, 성능저하의 원인으로 열매유의 격막효과가 지목되었다. CFD 해석을 통해 격막효과의 유무를 확인하였으며, 격막효과에 의한 열교환기 성능저하는 미미한 것으로 판단되었다. 추가적으로 열교환기의 성능을 증가시키기 위하여 열매유 교체에 따른 열교환기 성능 변화를 알아보았다. 열매유를 사용하는 열교환기의 성능향상을 위해서는 500 K 부근에서 점성이 낮아야 하고, 열전도도가 높아야 한다는 것을 확인할 수 있었다. 추진기관종합시험장에서 운용된 극저온 헬륨과 고온 열매유의 열교환 시스템의 시험 결과를 본 논문에서 확인할 수 있다.