• Tribology and Lubricants
• /
• 제12권2호
• /
• pp.20-31
• /
• 1996

Pressures in compression pockets consists of two identical spiral scrolls are influenced by gas flow resistance in discharge process and leakages in radial and tangential directions between two scroll wraps. In this paper, considering geometrical characteristics of these members, flow resistance and refrigerant gas leakage losses, pressure variations in compression pockets are calculated. For a scroll compressor model with fixed crank mechanism, acting load on crankshaft is analyzed. And, for a vertical type crankshaft-journal bearing system used in scroll compressor, nonlinear transient response is calculated including nonlinear fluid film reaction forces of journal bearings.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.647-655
• /
• 2021

IMO에서는 선박으로부터 온실가스 감축을 위해 선박의 에너지효율 증진에 관한 논의를 진행하고 있다. 현재, 선박으로부터 발생되는 폐열을 이용한 ORC 발전 시스템을 적용함으로써 선박으로부터 높은 에너지 변환 효율을 기대할 수 있다. 이 기술은 물보다 더 낮은 온도 범위에서 증발하는 프레온 또는 탄화수소 계통의 유기 매체를 작동 유체로 사용한다. 이를 통해 상대적으로 낮은 저온에서 증기(기체)를 생성 및 동력을 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 유기 랭킨 사이클인 ORC 발전 시스템에서 냉매와 폐열 사이 열·유동해석(Analysis of Heat flow)을 3D 시뮬레이션 기법을 이용하여 구조물의 내·외부에 흐르는 유체가 온도 변화, 속도 변화, 압력 변화 및 질량 변화를 통해서 구조물에 어떤 영향을 미치는지를 분석하고자 하며, 동 연구는 이 기법을 이용하여 ORC 발전 시스템에서 냉매와 선박 주기관의 배기가스로부터 일어나는 열교환기의 열전달을 해석하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권4호
• /
• pp.213-220
• /
• 2016

본 연구의 목적은 열대 지방에서 사용되는 특수목적 자동차용 에어컨 시스템의 냉방성능 특성을 고찰하는 것이다. 이를 위하여 R-134a를 사용하는 듀얼 냉동사이클을 구성하였고 냉매량 및 실내온도를 변화시켜가면서 냉방성능을 비교하였다. 외기온도 $40.0^{\circ}C$에서 듀얼 냉동사이클의 실내 냉각속도 및 압축비(토출압력) 등을 고려하여 최적 냉매량을 1.5kg으로 선정하였다. 실내온도가 증가할수록 냉방부하가 증가하여 $25.0^{\circ}C$에서 $32.5^{\circ}C$로 실내온도를 높일 경우 $15.0^{\circ}C$에 도달하는데 걸리는 시간은 86.5% 증가하였고, $32.5^{\circ}C$에서 $40.0^{\circ}C$로 증가할 경우 38.1% 증가하였다. 또한, 실내온도가 $25.0^{\circ}C$에서 $40.0^{\circ}C$로 증가할수록 냉방용량은 19.1 kW에서 20.5 kW로 7.3% 증가했으나 냉방성능(COP)는 4.67에서 5.1로 7.0%감소하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제20권4호
• /
• pp.59-69
• /
• 1996

냉동.공조 및 각종 화학공업에 널리 사용되는 열교환기인 응축기의 고성능화 및 합리적인 설계를 위해서는 냉매의 정확한 응축열전달률 예측과 그 메카니즘 규명이 필수 요건이다. 본 연구에서는 내경 9.7mm, 외경 12.7mm, 길이 1200mm의 수직 이중관 응축기의 압력강하 및 응축열전달특성을 실험적으로 밝혔다. 실험으로부터 Lockart-Martinelli의 상관 관계식을 이용한 수직 응축관내 압력강하 특성을 종래의 실험식들과 비교.검토하고 새로운 압력강하식을 제안하였다. 그리고 종래의 해석방법과는 달리 비환상류 모델을 가정한 해석결과로부터 전 유동양식에 걸쳐 적용할 수 있는 새로운 응축열전달 예측식을 제안하였다.

• 설비공학논문집
• /
• 제20권8호
• /
• pp.517-525
• /
• 2008

In order to study the heat transfer and pressure drop of an internal heat exchanger for $CO_2$ heat pump under cooling condition, the experiment and numerical analysis were performed. Four kinds of internal heat exchangers with a coaxial tube type and a micro-channel tube type were used. The experimental apparatus consisted of a test section, a power supply, a heater, a chiller, a mass flow meter, a pump and a measurement system. The section-by-section method and Hardy-Cross method were used for the numerical analysis. The effects of the internal heat exchanger refrigerant flow rate, the length of the internal heat exchanger, the operating condition of the gas-cooler, the evaporator and the type of the internal heat exchangers were investigated. With increasing of the flow rate, the heat transfer rate increased about 25%. The heat transfer rate of the micro-channel tube type was higher about 100% than that of the coaxial tube type. With increasing of the length of the internal heat exchanger, the heat transfer rate increased about $20{\sim}50%$. The pressure drop of the low-side tube was larger compared with that of the high-side tube.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.470-475
• /
• 2009

본 연구에서는 핀-관 열교환기와 PF 열교환기의 열전달 특성과 이를 적용한 공조기의 성능을 비교 조사하였다. 또한 공조기의 냉방기간 에너지효율(CSPF)을 평가하였다. 열교환기 실험을 위해 3종류의 열교환기에 대한 열전달 및 압력강하를 그리고 공조기 성능평가를 위해 냉방표준, 냉방저온에서 냉방능력, 소비전력, COP를 산출하였다. 실험은 칼로리미터와 항온수조를 사용하여 수행되었다. 유입공기 속도가 증가함에 따라 열교환기의 열전달율과 압력강하는 증가하였다. PF 열교환기 적용 시스템의 적정 냉매량은 핀-관공조기보다 약 $15{\sim}20%$ 감소하였으나, 냉방능력은 증가, 소비전력은 감소하여 COP는 향상되었다. 사각형 핀을 가진 PF 열교환기가 삼각형 핀보다 냉방능력과 COP가 더 우수하였다. 실환경 온도조건을 반영하기 위해 PF 열교환기와 핀-관 열교환기 적용 시스템의 CSPF가 계산되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2017

물의 증발에 따른 냉각 효과를 이용하는 증발냉각방식은 기존 증기 압축식 방식에 비하여 냉방에 소요되는 에너지를 현저히 감소시킬 수 있고 CFC 냉매를 사용하지 않아 친환경적이다. 본 연구에서는 습채널의 물 퍼짐성이 개선된 플라스틱/종이 재질로 크기 $300mm{\times}300mm{\times}300mm$, 채널 핏치 $5mm{\times}5mm$, $5mm{\times}7mm$, $7mm{\times}7mm$의 직교류 간접증발소자를 제작하고 간접증발효율 및 압력 손실을 측정하였다. 간접증발효율은 채널 핏치가 가장 작은 $5mm{\times}5mm$ 소자의 가장 크게 나타났다. 이는 작은 $5mm{\times}5mm$ 소자의 전열 면적이 가장 크기 때문이다. 또한 간접증발소자 설치로 인해 절약되는 에너지도 $5mm{\times}5mm$ 소자에서 가장 크게 나타났다. 한편 습채널의 압력 손실은 건채널의 값보다 크게 나타났다. 이론 해석 모델은 간접증발효율과 압력손실을 과소 예측하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제34권1호
• /
• pp.30-36
• /
• 2010

다중관식 헬리컬 코일형 가스냉각기내 $CO_2$의 열유량과 압력강하에 대해서 실험적으로 조사하였다. $CO_2$와 냉각수의 유량은 각각 0.06~0.075kg/s이고, 가스냉각기의 냉각압력은 8~10 MPa이다. $CO_2$의 열유량은 냉각수 질량유량, $CO_2$의 질량유량과 냉각압력에 비례하여 증가한다. $CO_2$의 압력강하는 냉각수와 $CO_2$의 질량유량이 감소할수록 감소하지만, $CO_2$의 냉각압력이 증가할수록 감소한다. 다중관식 헬리컬 코일형 가스냉각기내 $CO_2$의 열유량과 압력강하는 각각 이중관식 가스냉각기보다 상당히 높게 또는 낮게 나타났다. 따라서 다중관식 헬리컬 코일형 가스냉각기에 $CO_2$를 적용하는 경우에는 가스냉각기의 고효율화, 고성능화, 컴팩트화가 가능할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권11호
• /
• pp.3253-3259
• /
• 2009

본 연구에서는 프로판이 주성분인 혼합냉매를 사용하여 프로세스의 온도를 $-20^{\circ}C$까지 낮추는 증기 재 압축을 활용한 냉동사이클에 대한 전산모사를 수행하였다. 냉매의 공급온도는 프로세스와의 온도차를 $10^{\circ}C$로 가정하여 $-30^{\circ}C$로 정하였다. 전산모사를 위한 열역학 모델식으로는 Peng-Robinson 상태방정식을 적용하였으며, 냉매 혼합물의 각 성분에 대한 순수성분의 온도에 따른 증기압을 잘 추산하기 위해서 새로운 Alpha function을 이용하였다. 한편, 냉매 혼합물의 각각의 이성분계 실험 데이터를 잘 추산하기 위한 혼합규칙으로는 van der Waals 혼합규칙을 사용하였다. 한편 전체공정의 전산모사를 위해서 Invensys사의 PRO/II with PROVISION 8.2를 활용하였으며, 압축기의 소요동력을 최소화시키기 위해서 2단 압축공정을 사용하였으며. 첫 번째 압축기 후단의 최적 압력은 6bar이며 이때 총 소요동력은 755.7kW임을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.13-20
• /
• 2014

상업용 천연가스 배급 시스템에서 천연가스의 공급압력은 압력조절밸브를 사용하여 제어하며 이때 막대한 압력에너지가 낭비된다. 이러한 폐압에너지는 터보 팽창기와 같은 터보기계를 사용하여 회수할 수 있으나 팽창과정에서 발생하는 Joule-Thompson 효과에 따라서 큰 온도강하가 발생한다. 터보 팽창기 전단 또는 후단에 보일러를 설치하여 영하의 온도를 방지할 수 있으며 또한 보일러를 대체하여 연료전지나 가스엔진의 폐열을 이용하여 천연가스를 예열할 수도 있으나 하이브리드 시스템의 구동을 위해 운영규모에 따라 일정량을 소모해야 한다. 이 연구에서는 천연가스가 가지고 있는 압력에너지를 활용하여 천연가스의 소모 없이 터보 팽창기와 연결된 히트펌프를 구동하여 천연가스를 예열하는 시스템을 제안하고 증발온도, 응축온도 및 작동유체의 변화에 따른 시스템의 열역학적 특성을 분석하였다. R717 냉매가 예상 작동범위 내에서 가장 높은 COP와 가장 낮은 압축일을 나타내 제안된 하이브리드 시스템에 적합함을 확인하였다. 보일러시스템과의 경제성 분석을 통해 천연가스를 LNG 형태로 수입하고 있는 국내의 경우 히트펌프 하이브리드 시스템이 경쟁력 있음을 확인하였다.