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은 나노유체의 미세관내 층류 유동의 압력강하 및 열전달계수에 관한 실험적 연구
권정태,남택훈,김태완,권영철,Kwon, Jeong-Tae,Nahm, Taek-Hun,Kim, Tae-Wan,Kwon, Young-Chul 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.12
본 연구에서는 두 가지 종류의 미세관(외경 1/8inch, 3/16inch)을 사용하여 증류수 및 0.1vol.%, 0.3vol.%의 농도를 가지는 은 나노유체의 층류 유동 조건인 Re수 500~2,500의 범위에서 압력강하 및 나노유체의 열전달 계수를 실험적으로 구하였다. 압력강하의 경우 나노유체의 압력강하는 증류수에 비해 최대 21% 증가하였다. 대류열전달계수의 경우 나노유체 0.1vol%의 경우 증류수에 비해 1/8inch관에서는 약 3~42%, 3/16inch관에서는 약 3~69%의 향상이 있었다. 또한, 0.3vol%의 경우 1/8inch관에서는 약 35~65%, 3/16inch관에서는 약 62~125%의 향상이 있는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과에서 은나노유체를 기계 및 전자 시스템의 냉각제로 사용할 경우 증류수에 비해 매우 우수한 냉각성능을 보일 것으로 판단된다. This study presents the heat transfer and pressure drop characteristics of Ag nanofluid in mini-tubes(outer diameters of 1/8inch, 3/16inch). Experiments were performed for Reynolds numbers ranged from 500 to 2,500 and nanofluid concentrations of 0.1 and 0.3vol.%. The pressure drop of nanofluid flow increased by max. 21% compared with that of distilled water. The heat transfer coefficients of the nanofluid of 0.1 vol.% enhanced 3~42% for 1/8inch tube, and 3~69% for 3/16inch tube. Also, the heat transfer coefficients of the nanofluid of 0.3 vol.% enhanced 35~65% for 1/8inch tube, and 62~125% for 3/16inch tube. From the results Ag nanofluid can be a better candidate as a coolant than distilled water when using in mechanical and/or electronic systems.
권정태(Kwon, Jeong-Tae),김서현(Kim, Seo-Hyun),남택훈(Nahm, Taek-Hoon),임효재(Lim, Hyo-Jae),김창업(Kim, Chang-Eob) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.10
본 연구에서는 장하분배법(Load Distribution Method) 및 등가회로법(Equivalent Circuit Method)을 이용하여 액체금속이송을 위한 전자기펌프를 설계하고 제작하였다. 제작된 전자기펌프의 구동전력과 이에 상응하는 액체의 유 량관계를 구하였다. 액체금속유동에 가하는 전자기 힘(Lorentz force)의 크기에 따른 유속과 유량을 수치해석기법을 이 용하여 계산하였다. 수치해석결과를 상용코드인 FLUENT를 이용하여 계산한 결과와 비교하고 분석하였다. 다양한 전 자기력의 크기에 대한 액체금속(우드메탈)의 평균속도에 대한 결과는 FLUENT의 결과와 5%이내의 오차 내에서 잘 일치하였다. An electromagnetic pump has been designed using Load Distribution Method and Equivalent Circuit Method, and installed in a liquid metal flow system. The relation between the driving power of he electromagnetic pump and the flow rate was proposed. Also, the flow velocity and flow rate has been calculated by treating the Lorentz force as a source term in the Navier-Stokes equation. The calculation results were analyzed and compared with data from a commercial Code, FLUENT. They agreed well with each other within an error of 5%.
온수제조용 CO₂ 히트펌프의 가스쿨러 열전달 성능 해석
권정태(Kwon, Jeong-Tae),이창경(Lee, Chang-Kyung),백동석(Baek, Dong-Seok),권영철(Kwon, Young-Chul) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.11
본 연구에서는 ε-NTU 방법을 사용하여 CO₂ 히트펌프 가스쿨러의 열전달 성능을 해석하였고, 공개된 실험결 과와 비교하였다. CO₂ 히트펌프 가스쿨러의 열전달률, 냉매측/순환수측 출구온도를 EES로 계산하였다. 해석은 시험부 를 하나의 구간으로 설정하여 냉매와 순환수측 입출구의 평균온도를 물성치로 적용한 평균해석과 시험부를 50구간으 로 나누어 각 구간에서의 출구온도를 다음 구간의 입구온도로 사용한 국소해석으로 진행되었다. 실험결과로부터 평균 해석보다는 국소해석의 결과가 실험값을 더 만족하였으며, 열전달률은 0.3∼1.1%, 순환수측 출구온도는 1.31∼1.88%, 냉매측 출구온도는 3.12∼5.18% 정도의 오차를 보였다. This study presents a prediction method for heat transfer performance of a gas cooler of CO₂ heat pump using ε-NTU method, and compared the results with the experimental data from the open literature. The heat transfer rate, refrigerant side outlet temperature and water side outlet temperature were calculated by using EES(Engineering Equation Solver)program in multi-tube-in-tube type CO₂ heat pump gas cooler. Analysis was performed in two methods : The first method performed without dividing into the test section by applying an analysis of the mean properties(mean analysis). The second method, tube length divided into 50 sections, was applied to the local properties(local analysis). From the present study, a good agreement at the local analysis was obtained between the analytical and experimental results by 0.3∼1.1%, 1.31∼1.88% and 3.12∼5.18% for heat transfer rate, water and refrigerant side outlet temperatures, respectively.
權正泰(Jeong-Tae Kwon),權寧哲(Young-Chul Kwon),金景敏(Kyoung-Min Kim) 대한전기학회 2007 전기학회논문지 P Vol.56 No.1
This article presents a review on chaos analysis of two-phase flow. Chaos theory has recently been applied to two-phase flow analysis, and it gives promising measures to quantitatively identify two-phase flow patterns and pool boiling behaviors. But, consistency of the calculated chaotic measures were not completely confirmed yet. More experimental data are requested for chaos analysis of two-phase flow. Also, chaos analysis methodology should be developed by experimental verification.
권정태(Kwon, Jeong-Tae),이창경(Lee, Chang-Kyung),허철(Huh, Cheol),조맹익(Cho, Meang-Ik),김기영(Kim, Ki-Young),권영철(Kwon, Young-Chul) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.10
본 논문은 심층수 이용 열교환기 개발을 위해 열교환기의 구성 재질로서 티타늄, 알루미늄, 스테인리스, 철, 구리와 알루미늄의 전착코팅 관 등을 이용한 이중관 열교환 실험 장치를 구성하여 열교환 성능을 실험하였다. 기존 심층수 이용 열교환기는 대부분 티타늄 금속으로 이루어져 있다. 티타늄의 재질은 해양 심층수에 적합하나 고가의 금속이다. 티타늄 금속을 대체할 금속으로 알루미늄, 스테인리스, 철, 구리와 알루미늄 전착코팅 관 등을 고려하여 시험하였다. 또한 EES 프로그램을 사용하여 각 관들의 열전달률을 해석하고 이중관 열교환 실험결과와 비교 분석하 였다. 열교환시의 성능에 대한 해석값과 실험값을 비교해 보았을 때 10% 내외의 오차범위 내에서 잘 일치하였다. 또 한 티타늄 대비 구리관이 가장 좋은 결과치를 보였고 알루미늄 전착코팅 관은 다소 낮은 열전달 수치를 보여 주었 으나, 전착처리된 코팅관의 내부식성이 우수한 것을 고려한다면 티타늄 대체가능성이 충분하다고 사료된다. This paper presents the effects of the tube materials on the heat transfer performance of double-tube heat exchangers for the development of heat exchangers using deep sea water. Heat exchangers made of titanium, aluminum. stainless steel, iron, copper, and aluminum with carbon black 0.015mm and 0.15mm coating were tested. Also, the heat transfer rate of each heat exchanger was calculated by using EES program. The calculated values were compared with the experimental ones, and the deviations were less than 10%. From the above experiment and analysis, aluminum with carbon black 15 coating can be considered the most promising candidate for the replacement of titanium heat exchanger.
열교환기의 착상특성 이해를 위한 국소 냉각되는 평판 휜 위에서의 착상 특성 실험
권정태(Jeong-Tae Kwon),류근호(Keun-Ho Rew),임효재(Hyo Jae Lim),김동휘(Dong-Hwi Kim),Shigeru Koyama 대한기계학회 2005 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2005 No.5
In order to understand the frosting characteristics of heat exchangers a series of experiments have been carried out. A plate fin with local cooling was installed in a mini channel to investigate the heat and mass transfer characteristics of humid air flow under frosting conditions. This paper presents the effects of the plate fin temperature on heat flux under frosting conditions. From the measured values of plate fin temperatures, the thickness and mass of frost, the local heat fluxes (sensible and latent) and frost thickness distributions were obtained and analyzed.