충돌분류계에서 WIRE MESH를 이용한 열전달 증진에 관한 연구

금성민(S.M.Kum),김동춘(D.C.Kim),유지오(J.O.Yoo),이창언(C.E.Lee),임장순(C.S.Yim) 한국태양에너지학회 1997 한국태양에너지학회 논문집 Vol.17 No.1

본 연구는 2차원 충돌공기분류계의 포텐셜코어 영역에서 열전달증진을 목적으로 노즐출구와 전열면사이에 메쉬를 설치한후 노즐출구 속도, 메쉬와 전열면사이의 간극, 노즐출구와 전열면사이의 거리를 변화시킬 때의 열전달특성을 메쉬를 설치하지 않은 경우와 비교 검토한 것으로 메쉬를 설치했을 때에는 분류가 전열면에 충돌하면서 소분류로 분할되어 발생하는 난류에 의해 충돌영역에서 열전달성능이 좋아지며, 또한 벽면분류영역으로 진행하면서 홀과 홀사이의 밑부분에서 일나는 가속으로 인해 열전달성능이 향상된다. 특히 메쉬와 전열면사이의 간극을 변화시켰을 경우 정체점부근에서는 간극이 클수록, 벽면분류영역에서는 간극이 작을수록 전달성능은 향상되며 U=18m/s, H/B=s, C=1인 경우에는 메쉬를 설치하지 않은 평판보다 평균 약 44%의 열전달증진 효과과 있었다. 그리고 본 실험결과를 기존의 난류촉진체를 이용한 연구결과와도 비교 검토하였다. The objective of this research was to investigate the enhancement of heat transfer by wire mesh in impinging air jet system at the potential core region.<br/> The first experiment was carried out without mesh between nozzle exit and flat plate and the second experiment was done with mesh between them.<br/> When mesh was installed in front of the plate, heat transfer has been increased due to the acceleration between rectangular halls and divided small jet<br/> In case clearances are changed, heat transfer comes to maximum under the condition of C= 1mm, irrespective of nozzle exit velocity and H/B.<br/> Also the average heat transfer enhancement rate of a flat plate with mesh has been increased about 44% at maximum under the condition of U=18m/s, H/B=2 and C=l mm, compared to the result of a flat plate without mesh.

충돌분류계에서 WIRE MESH를 이용한 열전달 증진에 관한 연구

금성민,김동춘,유지오,이창언,임장순,Kum, S.M.,Kim, D.C.,Yoo, J.O.,Lee, C.E.,Yim, C.S. 한국태양에너지학회 1997 한국태양에너지학회 논문집 Vol.17 No.2

본 연구는 2차원 충돌공기분류계의 포텐셜코어 영역에서 열전달증진을 목적으로 노즐출구와 전열면사이에 메쉬를 설치한후 노즐출구 속도, 메쉬와 전열면사이의 간극, 노즐출구와 전열면사이의 거리를 변화시킬 때의 열전달특성을 메쉬를 설치하지 않은 경우와 비교 검토한 것으로 메쉬를 설치했을 때에는 분류가 전열면에 충돌하면서 소분류로 분할되어 발생하는 난류에 의해 충돌영역에서 열전달성능이 좋아지며, 또한 벽면분류영역으로 진행하면서 홀과 홀사이의 밑부분에서 일어나는 가속으로 인해 열전달성능이 향상된다. 특히 메쉬와 전열면사이의 간극을 변화시켰을 경우 정체점부근에서는 간극이 클수록, 벽면분류영역에서는 간극이 작을수록 전달성능은 향상되며 U=18m/s, H/B=2, C=1인 경우에는 메쉬를 설치하지 않은 평판보다 평균 약 44%의 열전달증진 효과과 있었다. 그리고 본 실험결과를 기존의 난류촉진체를 이용한 연구결과와도 비교 검토하였다. The objective of this research was to investigate the enhancement of heat transfer by wire mesh in impinging air jet system at the potential core region. The first experiment was carried out without mesh between nozzle exit and flat plate and the second experiment was done with mesh between them. When mesh was installed in front of the plate, heat transfer has been Increased due to the acceleration between rectangular halls and divided small jet In case clearances are changed, heat transfer comes to maximum under the condition of C=1mm, irrespective of nozzle exit velocity and H/B. Also the average heat transfer enhancement rate of a flat plate with mesh has been increased about 44% at maximum under the condition of U=18m/s, H/B=2 and C=1mm, compared to the result of a flat plate without mesh.

수직원통형 빙축열조내 얼음의 외향용융과정시 전열특성에 관한 실험적 연구

김동환(D.H.Kim),김동춘(D.C.Kim),김일겸(I.K.Kim),김영기(Y.K.Kim),임장순(C.S.Yim) 한국태양에너지학회 1996 한국태양에너지학회 논문집 Vol.16 No.2

본 연구는 수직원통형 빙축열조 내에 상변하물질로서 순수한 물을 -10℃의 초기 과냉온도로 응고시킨 후, 작동유체의 입구온도를 7℃,4℃,1℃로, 작동유체의 유입방향을 상향과 하향으로 각각 변화시키면서 외향용융시켰을 경우, 시간경과에 따른 축열매질의 온도분포, 상경계면의 형상, 용융율, 용융에너지를 실험적으로 구하여 이를 비교·검토한 것이다.<br/> 작동유체의 입구온도가 7℃,4℃의 경우에는 작동유체의 유입방향이 상·하향 모두 물의 최대밀도점인 4℃ 부근에서 일시적으로 온도가 상승하지 않고 일정 시간동안 정체하는 온도정체구간이 나타났다. 또한, 용융이 진행됨에 따라 물이 축열조의 하부에 적체되고, 이에 따라 하부에서의 용융이 활발히 진행됨으로써 상경계면 형상은 전체적으로 종모양 형태의 곡선을 나타낸다. 작동유체의 입구온도가 7℃인 경우, 용융율(Vl/Vtot)과 용융에너지는 작동유체의 유입방향이 상향인 경우가 하향인 경우세어보다 크게 나타난 반면, 작동유체의 입구온도가 4℃,1℃인 경우는 7℃의 경우와는 달리 하향인 경우가 상향인 경우에서보다 큰 것으로 나타났다. This study presents experimental results of heat transfer characteristics of P. C. M. during outward melting process in a vertical cylinder. The experiment was carried out in six conditions, i. e. , three different inlet temperature (7℃, 4℃ and 1℃) and two directions of working fluid (upward and downward). Melting P. C. M. produced a bell-shaped phase change interface. When the inlet temperature was 7℃, the lower region remained at 4℃ until the temperature of upper region reached 4°C. This was due to the state of maximum density of the lower region. When the direction of the working fluid in the case of 7℃, inlet temperature, was upward, the rate of melting and the total melting energy were higher than when it's direction was downward. But the rate of melting and the total melting energy appeared higher value as it's direction was downward when the inlet temperature is 4℃ and 1℃.

2종 잠열 축열재를 사용하는 축열장치의 열저장성능

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.

냉동식 Air dryer의 기본개념 및 국내개발에 대한 고찰

임장순,최평규,Yim C.S,Choi P.G 대한설비공학회 1977 설비저널 Vol.6 No.1

$Na_4P_2O_7{\cdot}10H_2O$의 축열방열시 열전달 특성에 관한 실험적 연구

이채문,임장순,Lee, C.M.,Yim, C.S. 한국태양에너지학회 1989 한국태양에너지학회 논문집 Vol.9 No.1

Sodium pyrophosphate that melting point is $79-80^{\circ}C$ have been Studied on heat storage and heat discharge. In heat storage process, sodium pyrophosphate was kept up initial temperature $50^{\circ}C,\;60^{\circ}C,\;70^{\circ}C$ which melt by heated water at temperature $85^{\circ}C,\;90^{\circ}C,\;95^{\circ}C$. In heat discharge process, initial temperature of sodium pyrophosphate was maintained at temperature $85^{\circ}C,\;90^{\circ}C,\;95^{\circ}C$ which varied cooling temperature $50^{\circ}C,\;60^{\circ}C,\;70^{\circ}C$. The experiment has been reached conclusions as follows. 1) Heat transfer properties of phase change material is controlled by conduction during heating and cooling process. 2) The temperature increased rapidly at initial stage and transient region increase slowly because of characteristic of latent heat. 3) The lower cooling water temperature is the less the time that get to thermal equivalent state take during discharge process. 4) The higher cooling water temperature is the less temperature difference between top and bottom in P.C.M during discharge process.

수직원통형 빙축열조내 외향용융과정시 열전달특성에 관한 연구 -작동유체의 유동방향 및 축열조 형상비에 따른 열성능 비교-

김동환,김동춘,김일경,김영기,임장순,Kim, D.H.,Kim, D.C.,Kim, I.G.,Kim, Y.K.,Yim, C.S. 대한설비공학회 1997 설비공학 논문집 Vol.9 No.2

During the day time in summer, peak of air conditing load, and electric power management system lies under overloaded condition. The reason is the enlarged peak load value of electric power caused by increased air-cooling load in summer. To prevent load concentration during day time and overloaded condition of power management system, some energy storage methods are suggested. One of these methods is ice storage system. Water has some good properties as P.C.M.(Phase Chang Material) : Its melting point is the range of required operation temperature. It has large specific latent heat and is chemically stable compared to other organic or inorganic substances. It is cheap and easy to treat. This study represents experimental results of heat transfer characteristics of P.C.M. under the outward melting process in a vertical cylinder. We experimented with twelve combinations of conditions, i.e., three different inlet temperatures($7^{\circ}C,\;4^{\circ}C\;and\;1^{\circ}C$), two working fluid directions(upward and downward), and two aspect ratios, H/R(4 and 2). At the inlet temperature of $7^{\circ}C$ and $4^{\circ}C$, there was temperature stagnation region where the temperature of P.C.M. remains constant at $4^{\circ}C$ regardless of aspect ratio and direction of working fluid. This temperature stagnation occurs as the water, at its maximum density, flows down to the lower region. The phase change interface formed bell-shaped curve as the melting process continued. With a new set of conditions(4H/R, inlet temperature $4^{\circ}C$ and $1^{\circ}C$, downward/upwerd inlet direction), the movement of phase change interface was faster when the working flued inlet direction was downward. With the same set of conditions, melting rate and total melting energy were larger when the working fluid inlet direction was downward. The results were reversed when the other sets of conditions were applied.

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.

相-變化 物質에서 自然對流 熱傳達에 관한 實驗的 硏究

임장순(C.S.Yim),최국광(G.G.Choi),김양열(Y.Y.Kim) 한국태양에너지학회 1984 한국태양에너지학회 논문집 Vol.4 No.1

온적외선을 이용한 도장품의 건조에 관한 연구

임장순(C. S. Yim),오철수(S. C. Ohu),김군수(K. S. Kim),조남철(N. C. Cho),김영중(Y. J. Kim) 한국태양에너지학회 1994 한국태양에너지학회 논문집 Vol.14 No.1

본 연구는 건조공정에서 이용되는 건조열원으로 일반 니크롬 히터와 적외선 히터를 각각 사용하였을 경우 시편에 도포된 도료의 건조특성을 실험적으로 규명한 것으로 각 히터의 열용량, 도료의 질량 및 풍량 변화에 따른 건조율과 시편의 표면 온도변화를 측정하여 그 결과를 비교ㆍ검토한 것이다.<br/> 건조실험시 일반 니크롬히터와 적외선히터를 각각 사용할 경우 모두 동일한 건조조건중 도료의 질량이 적고 풍량과 히터의 열용량이 클수록 건조완료시간이 빠르게 나타났다.<br/> 적외선 히터를 건조열원으로 사용할 경우 히터의 열용량과 도료의 질량이 클수록 적외선 히터로부터 반투명한 도료 내부에 흡수되는 복사에너지가 증가되어 도료의 내부 가열효과를 발생시키고 이에 따라 시간경과에 따르는 시편의 표면온도가 높아지며 건조율이 크게 되어 동일한 건조조건하에서 적외선히터를 사용하였을 경우가 일반 니크롬히터를 사용하였을 경우보다 건조 성능이 우수한 것으로 나타났다. The drying characteristics of coated films in the specimen were experimentally evaluated for two different drying heat sources ; a Ni-Cr Heater and an Infrared Ray Heater, respectively. It has been demonstrated that the smaller mass of coated films and the higher flow quantity and heat flux, the faster dried time.<br/> In case of using Infrared Ray Heater, the radiant energy absorbed by the translucent films out of the heater was increased as the heat flux of heater and the mass of coated films became higher.<br/> Thus, the films' effect of internal heating was distilled and timewise surface temperature of specimen was appeared to be high.<br/> Furthermore it was found that the drying performances associated with the Infrared Ray Heater were much better than those of the Ni-Cr Heater under the same experimental conditions.