액체로켓 추진시스템에서 가압시스템은 발사체 추진제 탱크의 얼리지 공간에 제어된 가스를 공급하는 것이다. 가압시스템에서 고온 가스 열교환기를 적용하는 데는 가압제의 비체적을 증가시켜 전체 발사체 시스템의 중량을 감소시키는 장점이 있다. 가압시스템 성능에 있어서 주목할 만한 개선점은 극저온 시스템에서 얻어질 수 있다. 이러한 경우 가스 공급은 극저온 탱크 내부에 저장되어 진다. 본 연구에서는 극저온 추진제를 모의(模擬)하기 위하여 액체 질소를 사용하였다. 극저온 가압제의 온도 특성은 가압시스템에서 구성 단품을 개발하는데 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 SINDA/FLUINT를 이용한 이론적 해석과 PTF에서 수행된 실험 결과에 대하여 비교 분석이 수행되었다.
액체로켓에 산화제를 충전하는 과정은 크게 산화제 탱크의 냉각, 고유량 충전, 소유량 충전, 온도 보정을 위한 추가 충전으로 나눌 수 있다. 나로호(KSLV-I) 1단의 산화제는 액체산소를 사용하며, 각 충전모드에 해당하는 유량 및 온도 요구조건이 제시되어 있다. 이러한 유량 및 온도 요구조건을 만족하기 위해서 산화제 공급시스템에는 유량조절용 밸브와 열교환기가 설치되어 있다. 본 연구에서는 발사체 산화제 충전과정에서 정밀한 유량 공급을 위하여 상용 1차원 열-유동 해석 프로그램인 Flowmaster를 이용하여 1차원 유동 시스템 해석을 수행하였다. 아울러 제한된 인증 시험을 통하여 각 모드에서의 유량 조건을 만족시키기 위한 유량제어밸브들의 유량 보정 민감도를 해석적으로 구하였다.
Effects of the width and location of a flow disturbing circular plate, installed at a vertical tube surface, on nucleate pool boiling heat transfer of water at atmospheric pressure have been investigated experimentally. Through the tests, changes in the degree of intensity of liquid agitation have been analyzed. The plate changes the fluid flow around the tube as well as heat transfer coefficients on the tube surface. It is identified that the plate width changes the rate of the circulating flow whereas its location changes the growth of the active agitating flow. Moreover, the flow chugging was observed at the downside of the plate.
Since the surface temperature of the evaporating tube in an ammonia unit cooled is lower than the dew point of atmosphere, the moisture in the atmosphere condenses and the frost grows on the tube. The frost of liquid film decreases the heat transfer rate. The reliable analysis of the heat transfer is required for the prediction of the optimal design of the ammonia unit cooler. For the specific commercial model, the performance was numerical1y estimated for the variation of operating condition and geometric configuration. It is found that there exists an optimum range for the parameters such as mass flow rate of air and refrigerant, humidity, refrigerant quality, fin pitch, the number of step, the number of rows and the pattern of refrigerant path.
A performance analysis of refrigeration system using the HFC-134a and scroll compressor is performed numerically. The refrigeration system mainly consists of various standard components such as heat exchanger, compressor, and expansion device. The model for heat exchanger performance is based on a tube-by-tube method which is analyzed separately by considering the cross-flow heat transfer with the outdoor air flow and pressure drop. Compressor is used the scroll-type compressor which has many merits such as high efficiency, low noise and vibration, and small in size. Short-tube is included as an expansion device. Vapour and liquid line are also considered for the performance analysis of refrigeration system. Using the modeling of various components of refrigeration system, a performance comparison of CFC-12 and HFC-134a is performed numerically for the various outdoor air temperature and various values of short-tube diameter. As the results of this study, the refrigeration system performance decreases as the outdoor air temperature increases. And the optimum short-tube diameter based on COP is 1.37mm for this system.
This paper is an experimental study on the freezing protection valve used for solar water heating, air-conditioning systems, and plumbing systems. When the phase change occurs from liquid to solid, most of the substances except water volumetrically shrink. And referred to as PCM(Phase Change Material) a substance with such properties, the phase change temperature varies depending on the material. To prevent the freezing of the plumbing system, such as air-conditioning system in the winter season, we developed a several types of freezing protection valve using PCM whose freezing temperature are $2-4^{\circ}C$. The working principle of the freezing protection valve is that the fluid inside the pipe is released to prevent the system-collapse when fluid temperature reaches the freezing temperature of the PCM. And then the valve is closed and returned to the original position automatically when the temperature of the operating fluid rises. In this paper, the operating temperatures, discharge flow rate and the response characteristics of the valve during the operation are tested and investigated. From the results of this research the freezing protection valves employing PCM are expected to be commercialized in the near future.
케로신과 액체산소를 추진제로 하는 로켓엔진의 고공환경모사를 위한 실험 장치의 예비 설계를 수행하였다. 고공환경모사를 위한 장치는 진공챔버, 초음속디퓨저, 열교환기, 이젝터, 증기 발생기로 구성된다. 로켓엔진을 장착한 진공챔버는 이차목 초음속 디퓨저에 의해 고공환경의 압력이 모사되고 이를 유지한다. 로켓엔진의 메인 연소가스는 열교환기에서 물로 냉각되며 이로 인한 혼합물은 이젝터로 인해 대기 중으로 배출된다. 이젝터는 75% 에탄올과 액체산소, 물로 작동하는 증기 발생기에 의해 작동되며 초기 진공도를 유지하는 역할을 한다.
Xi, Wenxuan;Wang, Yongwei;Li, Xunfeng;Huai, Xiulan;Cai, Jun
Nuclear Engineering and Technology
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제48권5호
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pp.1154-1161
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2016
The heat transfer characteristics between liquid lead bismuth eutectic (LBE) and helium are of great significance for the two-loop cooling system based on an accelerator-driven system (ADS). This paper presents an experimental study on the resistance characteristics and heat transfer performance in a LBE-helium experimental loop of ADS. Pressure drops in the LBE loop, the main heat transfer, and the coupled heat transfer characteristics between LBE and helium are investigated experimentally. The temperature of LBE has a significant effect on the LBE thermo-physical properties, and is therefore considered in the prediction of pressure drops. The results show that the overall heat transfer coefficient increases with the increasing helium flow rate and the decreasing inlet temperature of helium. Increasing the LBE Reynolds number and LBE inlet temperature promotes the heat transfer performance of main heat transfer and thus the overall heat transfer coefficient. The experimental results give an insight into the flow and heat transfer properties in a LBE-helium heat exchanger and are helpful for the optimization of an ADS system design.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제20권3호
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pp.91-100
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1996
Experimental results for forced convection condensation of non-azeotropic refrigerant mixtures inside a horizontal smooth tube are presented. The mixtures of R-22+R-134a and pure refrigerants R-22 and R-134a are used as the test fluids and a double pipe heat exchanger of 7.5mm ID and 4800mm long inside tube is used. The range of parameters are 100-300kg/h of mass flow rate, 0-1.0 of quality, and 0, 33, 50, 67, and 100 weight percent of R-22 mass fraction in the mixtures. The heat flux, vapor pressure, vapor temperature and tube wall temperature were measured. Using the data, the local and average heat transfer coefficients for the condensation have been obtained. In the same given experimental conditions, the liquid heat transfer coefficients for NARMs were considerally lower than that of the pure refrigerant of R-22 and R-134a. Local heat transfer characteristics for NARMs were different from pure refrigerant R-22 and R-134a. In some regions, local heat transfer coefficients for NARMs were increased in the following order ; Bottom$\rightarrow$Top$\rightarrow$Side. The condensation heat transfer coefficients for NARMs increased with mass velocity, heat flux, and quality, but were considerably lower than that of pure refigerant R-22 and R-134a.
지하수의 열(15℃)을 농업시설의 난방과 냉방에 사용하기 위하여, 관에 종방향으로 부착되는 plat fin tube 형 알루미늄(Al 6063) 열교환기를 개발하여 알루히트(의장등록 : 0247164)로 명명하였다. 열교환 핀을 관에 종방향으로 배치하여 송풍과 대류에 유체 흐름저항을 최소화 하였으며, 핀표면에 돌기를 만들어 결로와 fouling factor를 감소시켰다. 1. 알루히트의 제원은 관 내경 0.03m, 외경 0.036m, 두께 0.003m이며, 냉각핀의 두께 0.0012m, 핀 길이 0.032m로 하였다. 2. 단위 길이당 관 외부의 전열면적은 1.3946m2이며, 관내부 전열면적은 0.0942m2였고, 내외면적비 Ra = 14.805였다. 3. 핀의 길이 0.032m로 하였을 때, 핀의 효율이 93%정도인 것으로 나타났으며, 핀두께 0.0012m는 h𝛿/k<0.2를 만족하여 적합한 것으로 판단된다. 4. 알루히트의 온수 방열 성능실험에서 열매체의 온도가 높고 유량이 많을수록 방열 열량이 많은 것으로 나타났고, 열매체의 온도 60℃, 유량 10 𝑙/min일 때 방열열량은 504kJ/h·m 였으며, 80℃, 40 𝑙/min일 때는 방열열량이 6,048kJ/h·m로 나타났다. 5. 방열성능에서 각각의 열매체 온도간 상관계수 $R^2_1=0.9898$, 유량간 상관계수 $R^2_2=0.9721$로 실험 데이터를 신뢰할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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