• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.453-460
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• 2013

평판형 태양열 집열기의 효율을 높이기 위한 방법으로 열전달 향상 장치의 삽입, 표면 거칠기의 변화 등 다양한 방법들이 알려져 있다. 본 연구는 실험을 통해 다양한 열전달 향상 장치를 제작하고 이를 덕트에 삽입해 실험을 수행하였다. 실험은 기본적으로 덕트 윗 평판에 일정한 열유속을 가하였고, 삽입된 모델은 매끈한 덕트 형상(Base case)과 Chamfered rib $10^{\circ}$, Chamfered rib $20^{\circ}$, Rib & Groove, Rib & Dimple 모델이다. 실험은 Reynolds 수가 2,300~22,000의 범위에서 이루어졌으며 이는 난류영역에 해당한다. 열전달 향상 장치를 삽입하면 면적의 증가와 2차 유동으로 인하여 열전달이 향상되고, Reynolds 수가 증가할수록 열전달이 향상되었으며 압력강하도 증가하였다. 열전달 측면에서는 Rib & Dimple 모델이 열전달 향상 효과가 가장 좋았으며, 압력강하는 Chamfered rib $10^{\circ}$ 모델이 가장 낮았으며, 성능계수 측면에서도 Chamfered rib $10^{\circ}$ 모델이 가장 높은 것으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제2권2호
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• pp.179-186
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• 1993

평판형 태양열 집열기에 적용되는 열파이프는 증발부에 상대적인 낮은 열유속으로 길이가 길고 가느다란 형상을 갖는다. 이러한 열파이프는 증발부의 하단부에서 액체 Pool이 형성하는 경향이 있다. 그리고 이 Pool에서 과열, 급속한 기포의 생성, 기포의 폭발적인 성장과정과 Flooding 등의 복잡한 증발과 유체 역학적 현상이 발생한다. 본 논문에서는 4개의 열파이프와 3개의 열사이폰을 이용하여 주 설계변수인 작동유체의 충전량과 위크의 설치 영역을 조절함으로써 이러한 문제를 해결하도록 하였다. 이에 대한 결과들은 다음과 같이 요약할 수 있다$^{1)}$ . 열파이프의 유효 열전도도는 단열부와 응축부에 위크를 제거함으로써 상당히 개선할 수 있었다$^{2)}$ .액체의 충전량은 위크를 적실수 있는 양보다 약 40%정도 증가시켜야 한다$_{3)}$ . 증발부에서 위크는 핵비 등의 단속적 발생에 의한 불안정한 작동과 포기 시동과정에서 응답시간을 줄이는데 유용한 효과를 갖는다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제35권2호
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• pp.108-115
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• 2010

This study was conducted to estimate the optimum temperature and required time for soil sterilization when heated water was circulated through underground heating pipes in the greenhouse which solar heat was influenced to the temperature of soil during the summer day. Two different types of heating pipes were used for the experiment. One was a polyethylene pipe(XL) and the other was a corrugated ring shaped stainless steel pipe(STS). The results of the studies were summarized as follows; By measuring the thermal characteristics of the XL and STS, it was examined that the average temperature differences of the inlet and outlet were $8.5^{\circ}C$ and $13.3^{\circ}C$, the average flowrates were 15.3 L/min and 5.6 L/min, and the average radiation powers were 9.1 kW and 4.1 kW, respectively. As results of the regression analysis of underground temperatures, when average soil temperature was$35^{\circ}C$, an average water temperature was $80^{\circ}C$, and XL was used, it was estimated that the possible heat transfer distance, the required time for heat transfer and heat flux to reach the underground temperature of $60^{\circ}C$ were 300 mm, 230 hours, and $7.57kW/m^2$, respectively.

• 태양에너지
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• 제15권1호
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• pp.53-71
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• 1995

형상비가 다른 3개의 사각노즐을 이용한 충돌 수분류가 등열유속 조건($q=10^5W/m^2$)으로 가열된 수평 평판에 충돌하였을 때, 형상비(AR=6.67, 15, 26.67)와 노즐의 출구 유속($V_0=3.3m/s{\sim}78m/s$) 및 노즐과 전열면과의 무차원거리($Z/W=6{\sim}40$)에 따른 열전달 특성을 규명하기 위한 실험을 하였다. 원형 수분류에서 나타난 제2의 열전달 극대치(scondary peaks)가 사각 수분류에서도 나타나고 있으며 그 위치가 형상비에 따라 변한다. 정체점의 열전달계수도 형상비의 영향을 받고 있으며, 정체점 열전달 게수가 가장 좋은 노즐의 최적위치와 정체점 열전달 무차원 관계식을 제시하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.530-530
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• 2012

Many practical applications of carbon nanotubes(CNTs) have been proposed and there have been attempts to utilize CNT films as transparent electrodes for solar cells and displays. Our group has considered the use of the CNT film as a thin film heater (TFH) and proposed it for the first time and reported the thermal behavior of the TFH made of single walled CNTs. However, due to the relatively high electrical resistance of the CNT film, using the TFH in application areas requiring high heat flux has been a difficult problem. To overcome this obstacle, we adopted a 'branch electrodes' concept to increase the film conductance dramatically. If two branch electrodes are inserted into a TFH whose original electrical resistance is R, the total resistance will be reduced to R/9. Because of the increased aspect ratio, the resistance of each segmented TFH will be reduced to R/3. Furthermore, since they are connected in parallel, the total resistance reduces to R/9. This could be extended to n branch electrodes, and the total resistance of the film will be reduced to R/(n+1)2, if the resistance of electrodes are negligibly small. We fabricated the heaters with different number of branch electrodes. The number of branch electrodes of the fabricated heaters are 0, 2, 4, 8 and their electrical resistance are 101.4, 39.5, 20.0, $15.4{\Omega}$, respectively. We applied 20V to each heater and monitored the temperature variations. We could achieve high heating temperature even with low voltage supply. This technique could be applied to relevant industrial applications which need high power film heater.

• 태양에너지
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• 제6권2호
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• pp.15-21
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• 1986

In this study, an experimental double diffusive thermohaline system heated from below was constructed and the phenomena of each layer developed in the system were observed. The experiment was performed with the initial salt concentration gradient of $-436.2kg/m^4$ and the net heat flux of approximately $176w/m^2$. An electroconductivity-temperature probe was made and used for the measurements of salt concentration. As the result of this study, it was found that the salt concentration decreased in the bottom mixed layer and increased in the top mixed layer during the experiment while the salt concentration gradient in the diffusive layer unchanged. It was also found that the interfacial boundary layers were due largely to variations in salt concentration rather than temperature.

• 태양에너지
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• 제15권2호
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• pp.47-64
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• 1995

등열유속상태(等熱流速狀態)를 유지(維持)하고 있는 수평 전열판이 회전하고 있을 때, 여기에 수분류가 충돌(衝突)할 경우의 열전달특성을 실험적으로 연구했다. 노즐직경(直經)과 전열면간(傳熱面間)의 거리(距離)를 일정(一定)하게 유지하고, 분류(噴流)레이놀즈수(數)와 회전(回轉)레이놀즈수(數)를 변화시키면서 이의 영향을 살펴보았다. 실험결과, 국소(局所)Nusselt수(數)를 국소회전(局所回轉)레이놀즈수(數), 분류(噴流)레이놀즈수(數), 분류(噴流)프란틀수(數), 무차원반경(無次元半徑)의 함수로 나타내었다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제10권4호
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• pp.179-189
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• 2016

Here we evaluated the effect of using water retentive pavement or WRP made from fly ash as material for main street in a real city block. We coupled computational fluid dynamics and pavement transport (CFD-PT) model to examine energy balance in the building canopies and ground surface. Two cases of 24 h unsteady analysis were simulated: case 1 where asphalt was used as the pavement material of all ground surfaces and case 2 where WRP was used as main street material. We aim to (1) predict diurnal variation in air temperature, wind speed, ground surface temperature and water content; and (2) compare ground surface energy fluxes. Using the coupled CFD-PT model it was proven that WRP as pavement material for main street can cause a decrease in ground surface temperature. The most significant decrease occurred at 1200 JST when solar radiation was most intense, surface temperature decreased by $13.8^{\circ}C$. This surface temperature decrease also led to cooling of air temperature at 1.5 m above street surface. During this time, air temperature in case 2 decreased by $0.28^{\circ}C$. As the radiation weakens from 1600 JST to 2000 JST, evaporative cooling had also been minimal. Shadow effect, higher albedo and lower thermal conductivity of WRP also contributed to surface temperature decrease. The cooling of ground surface eventually led to air temperature decrease. The degree of air temperature decrease was proportional to the surface temperature decrease. In terms of energy balance, WRP caused a maximum increase in latent heat flux by up to $255W/m^2$ and a decrease in sensible heat flux by up to $465W/m^2$.

• 태양에너지
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• 제19권3호
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• pp.29-41
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• 1999

본 연구에서는 돌출된 단일 모듈이 부착된 수직 채널내의 3차원 자연대류 특성을 실험적으로 조사하였으며, 특히 모듈로부터 대류에 의한 열에너지 제거에 초점을 두었다. 채널내의 유동장은 smoke-method를 이용하여 가시화 하였다. 또한 채널내부, 수직벽면 및 모듈표면의 국소온도를 열전대와 열플럭스 센서를 이용하여 측정하여 복사와 전도에의한 열손실량을 계산하였다. 실험결과 대류열전달은 모듈 하부의 모서리 부근에서 가장 활발히 일어나고, 모듈 상부에서의 재순환영역은 열전달을 감소시킴을 알 수 있으며 임계 채널간격비를 예측할 수 있는 상관식을 레일리히수의 함수로 구하였다. 또한 $8.28{\times}10^3<Ra^*_c<3.48{\times}10^6$의 범위에서 수정 채널 레일리히수의 함수로써 평균 누셀트수와의 상관식을 구하였다.

• 한국해양학회지
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• 제29권4호
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• pp.325-337
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• 1994

한반도 주변해역에서 의 해면 열속과 응력의 분포를 김과 강(1994)의 지표층 flux 모델을 사용하여 구하였고 이들의 계절변화를 조사하였다. 모델의 입력자료는 유럽중 기기상예보소 (ECMWF)의 1000mb 온도, 비습, 지오포텐샬고도와 미국기상청(NMC)의 해 수면온도 자료를 사용하였다. 자료의 공간해상도는 위도, 경도 2도이며 기간은 1984년 부터 87년까지의 3년이다. 한편, 해면의 단파복사량은 미국항공우주국 (NASA)의 인공 위성 자료를 사용하였고 잔파복사량은 경험식을 사용하여 구하였다. 모든 열속을 합한 순열속을 한반도 주변해역에서 보면, 1월과 10월에 각각 200∼400 Wm/SUP -2/와 100 Wm/SUP -2/로 해양이 냉각되고 4월과 7월에는 약 100 Wm/SUP -2/로 가열되고 있음을 알 수 있다. 한편, 연평균 순열속은 황해 북부를 제외한 전해역에서 음의 값이 나타나 고 있다. 가장 큰 냉각이 일어나는 해역은 쿠로시오 해역으로 이 지역의 연평균 값은 약 120 Wm/SUP -2/이다. 동해에서는 북부와 남부해역에서 60∼80 Wm/SUP -2/의 냉각이 일어나며 중부해역에서는 비교적 적은 30 Wm/SUP -2/ 정도의 냉각이 일어나고 있다. 한편, 1월의 응력 크기는 다른 달에 대하여 3∼5배 정도 크게 나타나고 이에 따라 연 평균응력의 분포는 1월의 형태와 유사하다. 연평균 응력컬은 동지나해와 남해에서 음 의 값이 나타나지만 황해 북부에서는 양의 값을 보인다. 동해의 응력컬은 북부와 남동 해역에서 양의 값이 그리고 북서해역에서는 음의 값이 나타나고 있다.