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- 저자 : 김준근(J.K. Kim) (검색결과 4 건)
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수직원통형 축열조내 물의 응고과정시 열전달에 관한 실험적 연구
허경(K.Heo),김영기(Y.K.Kim),김영중(Y.J.Kim),김준근(J.K.Kim),임장순(C.S.Yim) 한국태양에너지학회 1995 한국태양에너지학회 논문집 Vol.15 No.2
본 연구는 용융점 온도가 0℃인 순수 물이 수직원통형 빙축열조 내에 각각 형상비(H/R)가 4와 2인 형태로 채워져 있을 경우 수직원관 내로 유입되는 작동유체의 온도를 -10℃, 유량을 10liter/min로 고정시킨 후 유동방향을 상향과 하향으로 변화시켰을 경우 시간경과에 따라 나타나는 물의 응고형상, 수직원통의 온도분포, 수직원관의 온도분포, 축열량에 대한 열전달현상을 실험적으로 규명한 것이다. 축열조내 물의 온도분포는 초기온도가 7℃인 경우 냉각과정중 축열조내 상부가 하부보다 높고 시간경과 후 물의 최대밀도점인 4℃ 이하에서는 축열조 하부가 상부보다 높으며, 초기온도가 4℃와 1℃인 경우는 물의 밀도값이 최대점인 4℃이하이므로 실험시작 초기부터 하부가 상부보다 온도분포가 높게 나타났다.응고과정 시에는 동일한 초기온도 하에서 작동유체의 유동방향이 상향일 경우가 하향일 경우보다 축열조내 자연대류 유동이 활발하여 액상의 평균온도는 빠르게 강하되고 수직원관 외벽면의 상·하부 온도차이도 적으며, 응고형상은 축열조내 물의 초기온도가 7℃와 4℃ 일 때 상·하부에서 고르게 진전된다. 축열조내 물의 초기온도가 1℃인 경우는 전도열전달의 영향이 지배적이므로 응고층의 생성은 작동유체 유동방향으로 형성되어진다. 축열량은 형상비에 관계없이 초기온도가 높을수록 크게 나타났으며, 동일한 초기온도 하에서도 작동유체의 유동방향이 상향으로 유입될 경우가 하향에 유입되는 경우보다 시간경과 후 크게 나타났다. An effective heat transfer during freezing process was proposed in the vertical cylinder to improve the effectiveness of the heat storage. Vertical cylinder was filled with pure water in order to investigate ice-shape, temperature distribution of the liquid, temperature distribution of the cylinder tube wall, total heat storage per unit mass in the test section under the two experimental conditions; inlet temperature of working fluid is constant ( -10℃) and inlet direction of working fluid is either upward flow or downward. Both the mean temperature of the liquid and temperature difference of cylinder tube wall in the upward were lower than those in the downward. In case that the initial temperature of water was 7℃ and 4℃, the shape of ice layer in the upward was more uniform than in the downward. In case of 1℃, the shape of ice layer is formed by inlet direction of working fluid. Finally, time-varying total heat energy stored in the upward was higher than that in the downward.
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직육면체형 잠열축열조내 상변화물질의 열전달특성에 관한 연구
임장순(C.S.Yim),최국광(K.K.Choi),김준근(J.K.Kim),김영기(Y.K.Kim),김일겸(I.G.Kim),김동춘(D.C.Kim) 한국태양에너지학회 1995 한국태양에너지학회 논문집 Vol.15 No.3
본 연구는 상변화물질로써 무기염수화물계 물질인 피로인산나트륨(Na₄P₂O_7·10H₂O)이 채워져있는 직육면체형 잠열축열조 내에서 축열과정시 일어나는 상변화물질의 온도특성, 열전달현상, 축열량 등을 실험적으로 측정하고 그 결과들을 수치해석 결과들과 비교·검토한 것이다. 축열과정시 상변화물질인 피로인산나트륨은 용융상태가 액체상태가 아닌 gel상태이므로 액체상태에서의 주된 열전달현상으로 나타나는 자연대류 유동현상이 일어나지 않아 전도에 의한 열전달현상이 지배적인 것으로 나타났다. 무기염수화물계 상변화물질은 공극율(공기 함유율)이 작을수록 열용량이 커지므로 축열과정시 공극율이 큰 경우보다 온도가 서서히 상승되었으며, 실험으로 측정된 온도값과 수치해석적인 방법으로 계산된 온도감ㅅ은 최대 15%의 차이가 났다. This study presents experimental and numerical results of the temperature characteristics, the heat transfer phenomema, and the heat storage quantity during the heat storage process with sodium phyrophosphate decahydrate (Na₄P₂O_7·10H₂O)-Phase Change Material (PCM) in a latent heat storage tank (cubic type). It was proved that heat transfer by conduction was dominant because PCM (Na₄P₂O_7o 10H₂O) during heating processes was gel phase, not liquid phase. The gap ratio (rate of air content) of PCM became smaller, the thermal capacity of PCM became larger, therefore the temperature distribution of PCM slowly increased than that of large gap ratio. There was maximum 15% difference between measured temperatures and calculated temperatures.
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이건행(G.H. Lee),김준근(J.K. Kim),조남철(N.C. Cho),오수철(S.C. Ohu),임장순(C.S. Yim) 한국태양에너지학회 1994 한국태양에너지학회 논문집 Vol.14 No.1
본 연구에서는 효율적인 열저장 방법으로 주목받고 있는 잠열이용형 축열장치에 2종 축열재 (C_(28)H_(58), Na₄P₂O_7ㆍ10H₂O)의 질량비 (M*)를 각각 0.5, 1.0, 2.0으로 하여 장입한 후 작동유체의 유량 및 온도, 상변화물질의 초기온도를 변화시켰을 경우 사간경과에 따른 상변화물질의 온도분포와 축열량 및 방열량을 비교, 검토하였다.<br/> 열전도율이 큰 피로인산나트륨의 온도분포는 축열초기에 급격히 상승하는 반면, 피로인산나트륨보다 열전도율이 작고 자연대류 열전달이 지배적인 파라핀의 온도분포는 상대적으로 서서히 증가하였고 2종 축열재 중에서 파라핀의 질량이 많을수록 축열량이 크게 나타났다. 그러나 이후 용융이 진행됨에 따라 용융체적이 증가하므로 액상 피로인산나트륨의 열전도율이 액상 파라핀의 열전도율보다 크기 때문에 피로인산나트륨의 질량이 많을수록 축열량이 크게 나타나 질량비 0.5인 경우의 총 축열량은 94 Kcal/㎏으로 질량비가 1.0, 2.0인 경우보다 각각 약 3.3%, 5.6% 정도 크게 나타났다.<br/> 방열 과정에서는 액상 피로인산나트륨의 열전도율이 액상 파라핀의 열전도율보다 약 3배 정도 크기 때문에 피로인산나트륨의 질량이 가장 많은 질량비 0.5인 경우의 방열량이 질량비 1.0, 2.0인 경우보다 크게 나타났다. A new concept of heat storage system using latent heat was proposed for improving the effectiveness of the heat storage. Two kinds of phase change materials (C_(28)H_(58), Na₄P₂O_7ㆍ10H₂O) were inserted into the tubes of the system in order to calculate and, hence, to analyze the mass ratio, temperature distribution, heat recovery quantity and heat release quantity with respect to the flow rate and temperature of the working fluids and initial temperature of PCM.<br/> At early heating process, the temperature distribution of Na₄P₂0_7ㆍ10H₂O rapidly increases, while that of C_(28)H_(58) slowly increases due to lower thermal conductivity and melting points. However, in proceeding of melting process, total heat storage quantity of the case of 0.5-mass ratio is shown to be superior to 1.0, 2.0 mass-ratio by 3.3%, 5.6%, respectively.<br/> In proceeding of melting process, heat transfer rate rapidly increases proportional to mass of Na₄P₂0_7ㆍ10H₂O This is due to that the thermal conductivity of Na₄P₂0_7ㆍ10H₂O is larger than that of C_(28)H_(58) in liquid state. In cooling process, the case of 0.5-mass ratio was superior to any other cases in terms of freezing heat transfer rate. This aspect arises from that the thermal condutivity of Na₄P₂0_7ㆍ10H₂O in liquid state was lager than that of C_(28)H_(58) by three times.
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