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핀형휜 설치에 따른 이차유로 곡관부 열전달 특성 변화에 관한 수치해석
문호규,박준수,이동현,조형희 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.11
Numerical calculations of three dimensional flow and heat transfer are conducted for two-pass rectangular channel with channel aspect ratio(AR) of 1:1. The focus of this study is to investigate the effects of pin-fin and guide with 180-degree sharp turn at the tip of internal channel. To calculate the heat transfer at the tip of channel, Reynolds stress model(RSM) and standard wall function were used in Fluent 6.3. In this calculation, the channel inlet Reynolds number was fixed at 50,000. The data calculation suggested that staggered pin-fin with flow guide enhanced heat transfer at the sharp turning region of two pass rectangular channel. Especially, the tip of channel and guide is closer, the heat transfer is more enhanced due to increasing of the impinging effect.
다단 CO<sub>2</sub> 포집공정용 열교환형 유동층 반응기 열설계
조형희,문호규,유환주,서휘민,박용기 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1
건식 흡수제를 사용하는 CO<sub>2</sub> 포집 공정을 위한 흡착-탈착 반응기는 보통 기체-고체 유동층 반응기를 사용한다. 특히 흡수제의 반응열을 재생열로 사용하는 ‘다단 에너지 교환 포집공정’ 구성을 위해서는 유동층 반응기간의 열교환이 매우 중요하다. 유동층 반응기간의 열교환은 유동층 반응기 내부의 작동 유체인 가스와 흡수제의 거동 즉, 기체와 고체 입자의 상호 작용에 의해 결정되기 때문에 단상 유동일 때와는 다른 열전달 양상을 나타낸다. 따라서 다단 에너지 교환 포집공정 구성을 위한 효과적인 ‘열교환형 유동층 반응기’ 설계를 위해서는 궁극적으로 유동화 가스 속도에 따른 유동층의 변화(fluidization regime transition)와 유동화 영역(fluidization regime)에 따른 기체-고체 2상 유동 열전달의 특성 변화를 고려 하여야 한다. 본 연구에서는, 실험실 규모의 다단 에너지 교환 포집공정용 열교환형 유동층 반응기에서의 열/유동 특성과 궁극적으로 층물질과 반응기 벽면과의 열전달 분포 특성을 분석 하고자 한다.
Heat transfer and gas-solid behaviors in pneumatic transport reactor used of carbon capture system
최승영,유환주,문호규,박용기,조형희 대한기계학회 2017 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.31 No.11
A pneumatic transport reactor can be used for continuous carbon capture processes using a dry sorbent because it can handle large quantities of flue gas. To design efficient reactors, it is necessary to understand the internal characteristics of a reactor with a complicated gas-solid flow. Computational fluid dynamics using an Eulerian-Eulerian approach was adopted to simulate gas-solid two-phase flow to better understand the gas-solid behaviors and heat transfer characteristics in a pneumatic transport reactor. Numerical simulations were used to analyze the pressure difference, solid mass flux, and heat transfer coefficient. The results showed that the gas-solid behavior was unstable and that localized particle flow affects the heat transfer characteristics. The degree of particle mixing near the solid return inlet was lower than that at greater heights within the reactor; in the inlet region, the heat transfer coefficient is not uniform in accordance with the non-uniformity of solid particle behavior.
핵융합로 증식 블랑켓 냉각 충돌제트의 유동 및 열전달 특성 연구
윤마루솔,최승영,문호규,안무영,조형희 대한기계학회 2024 大韓機械學會論文集B Vol.48 No.1
핵융합로 운전을 위한 삼중수소 공급의 핵심이 되는 부품인 증식 블랑켓은 플라즈마의 복사열과입자 충돌, 증식과 증배 작용으로 인한 내부 발열 등에 노출되며 높은 열부하를 받는다. 적절한 열설계를 위하여 냉각시스템에 높은 냉각성능을 갖는 충돌제트가 사용되고 있다. 본 연구에서는 해당 충돌제트 구조의 냉각 성능 분석을 위한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에는 ANSYS Fluent 22R2를 사용하였으며, 충돌제트 노즐과 충돌면 간 간격(H / d)을 변화시켜 열전달 효율이 높은 구조를 선정하고, 제트 홀의 유량을 Re(레이놀즈 수) 5,500 ~ 87,000까지 변화시켜 Nu 변화와 압력 강하 변화를 분석하였다. 이를 바탕으로 벽면 입사 열유속에 따른 벽 평균 온도 유지를 위한 냉각 유량을 도출하고 수치해석을 통해 이를 검증하여 적절한 냉각 유량을 공급하여 벽 온도를 유지할 수 있음을 확인하였다. Breeding blanket, a crucial component breeding tritium for the operation of a nuclear fusion reactor, is exposed to high thermal loads due to radiation from plasma, particle collisions, and heat generating reaction such as multiplying and breeding. To provide appropriate thermal design, impinging jets are employed within the cooling system. In this study, a numerical analysis was conducted to assess the cooling performance of these impinging jet structures. ANSYS Fluent 22R2 was utilized for the numerical simulations. The nozzle-to-target spacing (H / d) was varied to determine an optimal structure with efficient heat transfer, and the flow rate was varied within the range of Re 5,500 to 87,000 to analyze changes in Nusselt number and pressure drop. Based on these findings, the cooling flow rate required to maintain the appropriate wall average temperature was determined, it was confirmed that supplying the adequate cooling flow rate could maintain the wall temperature.