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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.
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.
R22, R410A 및 R407C의 수평관내 응축열전달특성 예측모델
권정태(J. T. Kwon),박해암(H. A. Park),김동욱(D. X. Jin),안예찬(Y. C. Ahn),김무환(M. H. Kim) 대한기계학회 2001 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2001 No.9
In the present study, two prediction models for condensation heat transfer of R22, R410A and R407C inside a horizontal smooth tube are presented. One is for pure refrigerant or azeotropic mixtures, the other for nonazeotropic mixtures. The first model mainly focus on the flow and heat transfer characteristics of the condensate liquid film. The second model considers both vapor and liquid phase mass transfer resistances as well as the interaction effect of mass transfer between components The prediction calculation was carried out for R22 and R410A by the first model, and for R407C by the second model. The local condensation heat transfer coefficients were obtained and analysed.
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.
열펌프용 증발기의 착상해석을 위한 기 초 실 험 : 평판 휜의 온도가 착상에 미치는 영향
권정태(Jeong-Tae Kwon) 호서대학교 공업기술연구소 2005 공업기술연구 논문집 Vol.24 No.1
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 wereo btained and analyzed. Also, the correlation of frost thickness along the humid air flow has been represented by graphs. The correlation of frost surface temperature was also presented.
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%.