초록 ▼

1) 고효율 사이클의 설계와 최적 운전조건의 도출: 저온 열원을 이용하는 흡수식 냉동기에 적합한 사이클들의 정신상태 해석을 통하여 revised VX 사이클을 제시하였고, 열교환기들의 크기와 열원의 온도 등의 작동 조건들이 이 사이클에 미치는 영향을 규명하고 최적조건을 제시하였다. 또한 대향류 판형 재생기의 해석 모델과 수직원관형 흡수기의 동적 모델, 그리고 시스템에 대한 동적 모델을 제시하여 작동조건의 변화가 흡수기와 재생기의 성능에 미치는 영향을 규명하였다. 2) 암모니아 수용액의 농도 측정기법 연구: 용액의 전도도와 부력에 의

1) 고효율 사이클의 설계와 최적 운전조건의 도출: 저온 열원을 이용하는 흡수식 냉동기에 적합한 사이클들의 정신상태 해석을 통하여 revised VX 사이클을 제시하였고, 열교환기들의 크기와 열원의 온도 등의 작동 조건들이 이 사이클에 미치는 영향을 규명하고 최적조건을 제시하였다. 또한 대향류 판형 재생기의 해석 모델과 수직원관형 흡수기의 동적 모델, 그리고 시스템에 대한 동적 모델을 제시하여 작동조건의 변화가 흡수기와 재생기의 성능에 미치는 영향을 규명하였다. 2) 암모니아 수용액의 농도 측정기법 연구: 용액의 전도도와 부력에 의한 인라인 농도 측정법 개발을 위한 기초 연구가 수행되었다. 전도도 측정에 의한 농도 예측은 고농도 암모니아수의 강한 부식성으로 실현할 수 없었다. 부력 측정에 의한 작동 유체의 농도 예측법은 스트레인 게이지의 적용 가능성이 확인되었으며 밀봉기법, 부력과 농도의 관계등에 대한 기초자료가 정립되었다. 3) shell-and-coil형 흡수기의 열 및 물질 전달: 유하액막식 흡수기의 성능에 큰 영향을 미치는 증기 주입 방향에 따른 액막의 유동 형태 및 그에 따른 열전달 특성을 파악하기 위해 수직 원판을 이용하여 가시화 및 열전달 실험을 수행하였다. 이 결과를 바탕으로 코일형 흡수기에서 열 및 물질전달 성능을 파악하기 위해 순수한 물과 암모니아 용액을 이용한 실험을 수행하여 흡수기의 설계를 위한 열 및 물질 전달 특성이 해석되었다. 4) 저온 열원용 판-휜 재생기의 2상유동 및 비등열전달: 판-휜 유로에서 발생하는 2상 유동양식, 기공율 그리고 압력강하특성이 실험적으로 해석되었다. 이를 바탕으로 판-휜 유로에서의 순수냉매 및 암모니아 수용액의 비등열전달 특성과 마찰특성이 해석되어 재생기의 설계를 위한 자료가 정립되었다. 5) 냉동시스템의 설계 프로그램 개발: Revised VX 사이클을 채용한 냉동시스템의 설계를 위하여 시스템의 개략도를 보며 입력창을 통하여 설계조건을 입력하고, 계산 결과가 보고창을 통하여 보여지는 설계 프로그램을 개발하였다.

Abstract ▼

1) Design of a high efficient cycle and investigation of optimal operating conditions: Revised VX cycle was proposed based on the analysis of various cycles utilizing low temperature heat sources. The effects of the heat exchanger sizes and the operating conditions on the performance of a revised VX

1) Design of a high efficient cycle and investigation of optimal operating conditions: Revised VX cycle was proposed based on the analysis of various cycles utilizing low temperature heat sources. The effects of the heat exchanger sizes and the operating conditions on the performance of a revised VX cycle were investigated and the optimal conditions were proposed. Also, a numerical model of a counter-current plate type generator and a dynamic model of a veritcal tube absorber and whole system were developed to clarify the effects of the operating conditions. 2) Study on the concentration measurement : Fundamental studies on the in-line concentration measurement utilizing conductivity and buoyancy were performed. Strong corrosive nature of concentrated ammonia aqueous solution prohibits the use of conductivity measurement. The method by buoyancy measurements using strain gage was found to be applicable. Basic data, such as the sealing method and the relationship between the buoyancy and solution concentration, were obtained. 3) Heat and mass transfer in shell-and-coil absorber: Visualization and heat transfer experiments were performed to investigate the flow motion of a falling film and the corresponding heat transfer characteristics on the vertical circular pipe. The effect of vapor-flow direction on the flow pattern and heat transfer is investigated. Experiments for the heat and mass transfer characteristics of a coiled tube ammonia absorber were also performed with pure water and ammonia solution, respectively. 4) Two-phase flow and boiling heat transfer in plate-fin generator: Two-phase flow regimes, void fraction, and pressure drop characteristics were analysed in plate-fin channel. Design data of plate-fin generator were established based on the experimental results on the boiling heat transfer and frictional pressure drop of pure refrigerant and ammonia solution. 5) Development of system design software: A software was developed which can be escily used to desing a refrigeration system employing revised VX cycle. GUI(Graphic User Interface) was used for convenient input and output.

목차 Contents

• I. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• II. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• III. 연구내용...6
• III.1 고효율 사이클의 설계와 최적 운전조건의 도출...6
• III.1.1 저온열원을 이용한 암모니아-물 흡수식 사이클...6
• III.1.2 Revised VX 흡수식 냉동사이클의 수치해석...8
• III.1.3 암모니아-물 흡수식 냉동기의 대향류 판형 재생기의 수치모델...12
• III.1.4 암모니아-물 흡수식 냉동기의 수직원판형 흡수기의 동적 모델...15
• III.1.5 암모니아-물 흡수식 시스템의 동적해석...19
• III.2 암모니아 수용액의 농도 측정 기법 연구...34
• III.2.1 농도 측정 방법의 선정...34
• III.2.2 $NH_3$/$H_2O$ 계의 기액 상평형...37
• III.2.3 실험 장치 및 방법...38
• III.2.4 실험 결과 및 고찰...40
• III.3. 유하 액막식 흡수기의 열 및 물질 전달...53
• III.3.1 수직 원판 외부 유하 액막의 유동 가시화...53
• III.3.2 수직 원판 외부 유하 액막에서의 열전달...54
• III.3.3 코일 튜브형 암모니아 흡수기에서 열 및 물질전달...58
• III.4 저온열원용 판-휜 재생기의 2상유동 및 비등열전달...75
• III.4.1 협소 사각 유로에서의 2상유동...75
• III.4.2 판-휜 유로에서의 비등열전달...80
• III.5 냉동시스템의 설계 프로그램 개발...99
• III.5.1 서론...99
• III.5.2 동적 연결 라이브러리(Dynamic Link Library: DLL)...99
• III.5.3 프로그램의 실행...99
• III.5.4 결론...100