• 제목/요약/키워드: overall heat transfer coefficient

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초소수성 코팅 튜브에서의 비응축가스 영향에 대한 응축 열전달 연구 (The effects of non-condensable gas on condensation heat transfer on a super-hydrophobic surface tube)

  • 지대윤;김대호;이권영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.517-524
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    • 2018
  • 본 연구의 목표는 수평 관외 초소수성 튜브에서 비응축가스(NCG)의 영향을 관찰하고, 이를 일반 알루미늄 튜브의 응축 현상과 비교하는 것이다. 초소수성 튜브 제작을 위해 Self-Assembled Monolayer(SAM) 코팅으로 알루미늄 튜브의 외부를 표면개질 했다. 응축 성능을 나타내기 위해 총합 열전달계수를 사용하였고, 이 값으로 응축 성능을 비교 검토하였다. 본 연구의 주요 변수는 비응축가스 질량 분율로, 0.08에서 0.45의 범위에서 실험을 진행하였다. 응축 실험을 통해 비응축가스 질량 분율이 낮아질수록 응축 성능이 SAM 튜브와 일반 튜브에서 모두 향상되는 것을 확인했다. SAM 튜브에서 적응축 열전달 성능은 일반 튜브 대비하여 평균 약 1.9배에서 2.5배 정도 큰 것을 관찰하였다. SAM 튜브에서 비응축가스 질량 분율이 낮아지면서 응축 성능 상승폭이 감소하게 되는데, 이는 Flooded 응축 현상이 발현되었기 때문이다. 응축이 더 활발하게 진행되면 SAM 튜브에서 막응축이 일어나는 것을 관찰하였고, 이 때 성능은 일반 알루미늄 튜브보다도 저하된 성능을 보였다. SAM 알루미늄 튜브에서 Flooded 응축과 막응축이 일어나는 원인으로 표면에서의 Pinning 효과를 이용하여 설명하였다. 결론적으로, SAM 튜브를 실제 응축기에 적용해 표면개질로 인한 응축 성능 개선 효과를 얻기 위해서는 적응축 또는 Flooded 응축이 일어나는 조건으로 응축기 내 환경 조성을 해야 한다.

증착공정에서의 회전원판 정체점유동에 대한 상사해석 (Similarity analysis of a forced uniform flow impinging on a rotating disk in a vapor deposition process)

  • 송창걸;황정호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권3호
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    • pp.371-379
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    • 1997
  • A theoretical study for a forced uniform flow impinging on a rotating disk, typically involved in Chemical Vapor Deposition(CVD) and Vapor-phase Axial Deposition(VAD) processes, has been carried out. A set of exact solutions for flow and temperature fields are developed by employing a similarity variable obtained from force balance on a control volume near the disk. The solutions depend on the rotating speed of the disk, .omega., and the forced flow speed toward the disk, a. For constant forced flow speed, the overall boundary layer thickness decreases when the rotating speed increases. Approximately 5%, 15%, and 30% decreases of the thickness are obtained for .omega./a = 2, 5, and 10, respectively, compared to the case of .omega./a = 0 (axisymmetric stagnation point flow). For constant rotating disk speed the boundary layer thickness immediately decreases as the forced flow speed increases, compared to the case of .omega./a .rarw. .inf. (induced flow near a rotating disk). Effects of .omega. and a on heat transfer coefficient are studied and explained with the boundary layer characteristics.

연제품류의 열확산도 추정에 관한 연구 3. 가열매체의 열확산도에 대한 영향 (Prediction of Thermal Diffusivities of Fish Meat Paste Products 3. Influence of Heating Medium on the Thermal Diffusivities)

  • 한봉호;최수일;김종철;배태진;조현덕
    • 한국수산과학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.277-287
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    • 1988
  • In this paper, the influence of heating medium on the thermal diffusivities of fish meat paste products was studied. Model products were heated in boiling water, saturated steam and soybean oil. The differences in temperature raise of the products were interpreted with Biot number of the products. Because of the large overall heat transfer coefficient of heating medium, the temperature raise of the products in boiling water and saturated steam was fast and the Biot number of the products could be recognized as infinite. But the temperature raise of the products in soybean oil was slow and the Biot number of the products was less than 50.

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오일 기지 알루미나 나노유체의 열적거동 평가 (Evaluation of Thermal Behavior of Oil-based $Al_2O_3$ Nanofluids)

  • 최철;유현성;오제명
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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    • pp.176-177
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    • 2006
  • Two kinds of alumina nanofluids are prepared by dispersing $Al_2O_3$ nanoparticles m transformer oil. The thermal conductivity of the nanoparticle-oil mixtures increases with particle volume fraction and thermal conductivity of the solid particle itself. The $Al_2O_3$ nanoparticles at a volume of 0.5% can increase the thermal conductivity of the transformer oil by 5.7%, and the overall heat transfer coefficient by 20%. From the natural convection test using a prototype transformer, the cooling effect of $Al_2O_3$-oil nanofluids on the heating element and oil itself is confirmed. However, excessive quantities of the surfactant have a harmful effect on viscosity, and thus it is strongly recommended to control the addition of the surfactant with great care.

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새 도선 감는 방법을 적용한 전기장 이용 스케일 제거 (Prevention of Particulate Scale with a New winding Method in the Electronic Descaling Technology)

  • 손창현;구상모;김창수;김건우
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권5호
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    • pp.658-665
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    • 2002
  • This paper presents a new winding method in electronic descaling (ED) technology. Conventional ED technology Produces an oscillating electric field via Faraday's law to provide the necessary molecular agitation to dissolve mineral ions. However, the proposed method produces an additional agitation force for mineral ions, called Lorentz's force. Experiments were performed using various Renolds numbers. A series of tests was conducted to measure the pressure drop across the test section and the overall heat transfer coefficient as a function of time. In order to accelerate the rate of fouling, artificial hard water, 1000ppm CaCO$_3$, was used throughout the tests. The results show that the new winding method accelerates the collision of the mineral ions, thereby improving the system efficiency. The present study can develope more effective fouling-removing equipment with change of estabishment method of coil.

열 펌프의 식품 농축에의 이용 연구 (The Heat Pump Application to the Food Concentration)

  • 박노현;김병삼;강통삼;신동화
    • 한국식품과학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.486-491
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    • 1987
  • 고효율의 열발생장치인 열펌프중, 국내에서 이용중인 압축식 열펌프에 대해 성능시험 및 식품농축분야에 이용코자 실증시험을 하였다. 국내에서 $43^{\circ}C$의 온천수를 $51^{\circ}C$까지 가열하기 위해 설치, 운전중인 냉매압축식열펌프(프레온12, 150HP)의 성적계수는 가열측이 4.03, 냉각측이 3.5로 나타났으며, 압축기 효율(${\alpha}$)은 0.477이었다. 또, 압축식열펌프를 국산화하기 위해 개발된 10HP의 열펌프(프레온22)에서 시수를 $39^{\circ}C$까지 가열하는 경우의 성적계수는 가열측이 3.0, 냉각측이 1.87이었다. 원심식농축기(${\alpha}$-LAVAL, CT1B)에 열펌프를 부착한후 설탕물의 농축실험을 한 결과, 수증기 응축에 소비된 열량이 농축에 필요한 증발잠열보다 15%정도 많이 소비되었고, 총괄열전달계수는 $1196\;Kcal/m^{2}{\cdot}h{\cdot}^{\circ}C$이었다. 또, 열펌프에서 제조되는 $60^{\circ}C$$15^{\circ}C$의 물을 열원으로 하여 마늘추출액을 저온농축(증발온도 : $30{\sim}35^{\circ}C$, 진공도 : $28{\sim}40$Torr)한 결과 농축에 소비된 열량과 수증기 응축열량과의 비는 0.961로 나타나 열펌프의 냉매 응축열과 증발열이 열수지 조절이 용이한 조건이었다. 따라서, 열펌프의 식품농축 분야에의 적용성은 매우 좋은 것으로 나타났다.

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상변화형 미세캡슐을 함유한 축열블럭의 열성능 특성 (Thermal Performance of the Storage Brick Containing Microencapsulated PCM)

  • 이동규;천원기;강용혁;곽희열
    • 태양에너지
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    • 제19권3호
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    • pp.23-28
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    • 1999
  • 본 논문에서는 난방용 축열보드에 응용하기 위해서 미세캡슐을 함유한 축열블럭의 열성능 특성을 조사하였다. 상변화 물질인 $CH_3COONa{\cdot}3H_2O$를 미세캡슐 형태로 제조하였고 미세캡슐 함유량이 각각 10%, 20%가 되도록 시멘트 몰타르와 혼합하여 축열블럭을 제작하였다. 축열블럭의 축열 및 방열 특성을 분석하기 위하여 유량과 유입 냉각 온도를 변화시켰다. 실험결과를 보면 미세캡슐 함유량이 증가할 수록 블럭에 축열되는 축열량은 증가를 하였고 방열시간도 증가를 하였다. 그리고 방열과정시 유량이 증가하고 유입 냉각온도가 감소함에 따라 방열시간은 감소하였다. 순수블럭(0% 미세캡슐 함유량)은 방열과정시 총괄 열전달 계수는 시간에 따라서 일정하게 유지를 하지만 축열블럭에서는 시간이 지남에 따라 증가를 하였다.

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기존 공동 주택의 벽체 열성능 현장 측정법에 관한 연구 (The study of in-situ measurement method for wall thermal performance diagnosis of existing apartment)

  • 김서훈;김종훈;류승환;정학근;송규동
    • KIEAE Journal
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    • 제16권4호
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    • pp.71-77
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    • 2016
  • Purpose : The energy saving in a residential building (apartment) sector is known as one of the effective solution of energy reduction. In South Korea, the government has recently reinforced regulations associated with the energy performance of buildings. However, there is a lack of research on the methods for the energy performance diagnosis that is used to analyze the wall thermal performance of the existing apartments. Because a reliable diagnosis is necessary to save the building energy, this study analyzed wall thermal performance of an existing apartment in Seoul. Method : This paper applied two methods for analysis of the thermal insulation performance; HFM(Heat Flow Meter) method and ASTR(Air-Surface Temperature Ratio) method. The HFM method is suggested by ISO9869-1 code to measure the thermal performance. The ASTR method is proposed by this study for the simplified In-situ measurement and it uses three temperature data (interior wall surface, interior and exterior air) and the overall heat transfer coefficient. This study conducted the experiment of an existing apartment in Seoul using these methods and analyzed the results. Furthermore, the energy simulation tool of the building was used to suggest retrofit of the building based on the results of measurements. Result : The error rate of HFM method and ASTR method was analyzed in about 17 to 20%. As the results of comparison between the initial design values of the wall and the measured values, the 26% degradation of insulation thermal performance was measured. Lastly, the energy simulation tool of the building shows 10.8% energy savings in accordance with the construction of suggested retrofit.

액화석유가스 용기의 자연 증발량에 관한 연구 (A Study on the Natural Evaporation Capacity of LPG Container)

  • 조영도;김지윤
    • 한국가스학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.22-29
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    • 2001
  • 체적거래제에 의하여 소규모 공동주택에 가스를 공급하기 위하여 적절한 용기설치수의 결정 및 용기교체시기에 대한 검토가 필요하다. 그러나 지금까지 국내에 축적된 자료가 없을 뿐만 아니라 용기 설치수의 결정과 용기수 및 가스사용 형태에 따라 용기교체시 남아 있는 액화석유가스 양에 대한 이론적 검토가 없었다. 따라서 본 연구에서는 자연기화능력, 잔량, 용기의 온도, 용기내부 압력 등을 시뮬레이션으로 살펴보았다. 용기표면으로부터 액화석유가스 용기의 총괄 열전달계수의 변화에 따른 자연기화량 변화는 크지 않으며, 실험으로부터 구한 값은 약 $9{\~}13 kcal/m^2{\cdot}hr{\cdot}^{\circ}C$이었다. 그리고 액화석유가스 용기내부의 압력이 압력조정기의 압력조정 하한계에 도달하였을 때 가스방출 유량은 공기로부터 전달되는 열량과 균형을 이루는 일정한 값으로 급격히 감소하였다. LP가스용기의 자연기화능력은 외기온도 및 프로판의 조성에 따라 증가하였고, 연속사용시간에 따라 초기 급격히 감소하여 일정한 값으로 수렴하였다. 한 가구당 용기수는 자동절체기 사용에 의하여 감소시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

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천창을 설치한 토마토 재배 단동 온실의 환기성능 분석 (Analysis on the Ventilation Performance of Single-span Tomato Greenhouse with Roof Windows)

  • 남상운;김영식
    • 생물환경조절학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.78-82
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    • 2011
  • 온실의 환기설계 기준 설정 및 단동 플라스틱 온실의 원형 천창 설치 가이드라인 제정을 위한 기초자료를 제공할 목적으로 천창이 설치된 토마토 재배 단동 온실에서 환기실험을 통하여 자연환기 성능을 분석하고, 열평형 모델을 이용하여 온실 재배 토마토의 증발 추정하였다. 직경 60cm의 원형 천창을 지붕의 중앙에 8m 간격으로 설치한 단동온실의 자연환기 성능을 실험한 결과 환기회수는 분당 0.02~0.32회(평균 0.17회 $min^{-1}$)의 범위를 보여 상당히 낮은 것으로 나타났다. 그러나 상업용 온실의 권장환기율과 비교하면 6m 간격으로 설치할 경우에는 봄이나 가을철에 필요한 환기량을 충족할 수 있을 것으로 판단되며, 여름철 권장환기를 위해서는 2m 정도의 간격으로 설치한 해야만 가능할 것으로 판단되므로 광투과를 저해하지 않으면서 지붕의 개구면적을 확대할 수 있는 방안을 찾아야 할 것으로 생각된다. 실험에 사용한 단동 온실은 인접 동 간격이 1.2m에 불과한 밀집된 단지 내에 위치하고 있어서 측창 주변의 외부 풍속이 최대 $0.9m{\cdot}s^{-1}$(평균 $0.4m{\cdot}s^{-1}$에 불과하고 풍력에 의한 환기효과를 기대하기가 어려웠다. 환기량과 풍속 및 실내외 온도차와의 관계를 비교 분석해 본 결과 중력환기가 우세함을 확인 할 수 있었다. 본 환기실험 자료를 온실의 환기설계를 위한 열평형모델에 적용하여 증발산계수를 추정해 본 결과 0.39~0.85의 범위(평균 0.62)를 보였고, 다른 연구자들이 제시하는 일반적인 온실의 설계 권장 값과 유사한 경향을 나타냈다. 따라서 토마토 재배 단동 플라스틱 온실의 환기설계에서 증발산계수는 0.6 정도를 사용하면 적당할 것으로 판단된다.