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흡수식 히트트랜스포머용 고온 흡수기의 열전달 성능 특성에 관한 실험적 연구
배경진,김정재,권오경 대한설비공학회 2020 설비공학 논문집 Vol.32 No.12
The high-temperature absorber is one of the largest components in the absorption heat transformer. It has a decisive effect on the overall system efficiency. Nevertheless, studies analyzing the efficiency of high-temperature absorber are incomplete and scarce. In this study, we designed an experimental apparatus similar to the conventional single-stage absorption heat transformer. The high-temperature absorber was used as the horizontal falling film with the copper floral tubes. The comprehensive heat transfer performance of the high-temperature absorber was analyzed based on its inlet condition parameters such as the film Reynolds number, strong solution concentration, hot water velocity, hot water temperature, and temperature of evaporation. The results indicate that the heat transfer performance of the high-temperature absorber was rapidly decreased after the film Reynolds number exceeded 50. Accordingly, we decided to use the film Reynolds number of 50 as an inflection point to determine the heat transfer performance in our experiment. At this point, the heat transfer rate and overall heat transfer coefficient were 4.42 kW and 1,367 W/m2K, respectively. 본 연구에서는 흡수식 히트트랜스포머용 흡수기에 대한 기초 설계 데이터를 제공하기 위해 기존 흡수식 냉동기에서 흡수기 전열관으로 사용된 Copper floral tube로 흡수기를 제작하여 1단 흡수식 히트트랜스포머의 작동 조건에서 실험을 진행하였다. 또한 흡수기의 운전조건에 따른 성능 특성을 파악하기 위해 온수 및 흡수액의 입구조건, 증발온도를 변화시켜가면서 성능 평가를 수행하였다. 이를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. (1) 액막 레이놀즈수가 50이상에서는 액막두께에 의한 열저항이 증가하여 총괄 열전달계수의 증가정도가 급격하게 감소하였다. 따라서 1단 흡수식 히트트랜스포머에서 고온 흡수기의 액막 레이놀즈수는 50이 최적임을 확인하였으며, 이때 고온 흡수기의 열전달률과 총괄 열전달계수는 각각 4.42 kW, 1,347 W/m2K로 나타났다. (2) 흡수기 입구 농용액의 농도가 증가할수록 흡수기의 열전달률은 증가하였지만 총괄 열전달계수는 감소 하는 경향을 보였다. 또한 흡수기 내부의 압력이 동일할 때, 농용액의 농도가 증가할수록 흡수액의 포화 온도와 흡수 구동력이 상승하여 희용액 및 온수 출구온도가 증가하였다. (3) 고온수 관내 유속 증가에 따른 흡수기 열전달률의 증가정도는 관내 유속 1 m/s를 기준으로 크게 감소 하였다. 따라서 압력손실 및 펌프 동력을 고려하였을 때, 흡수기의 고온수 관내 유속은 1 m/s를 설계 기준 값으로 선정해야 한다. 고온수의 입구온도가 100℃에서 115℃로 증가함에 따라 흡수기의 열전달률은 약 47% 감소하였으며, 흡수기의 총괄 열전달계수는 실험 범위 내에서 관내 유속이 증가함에 따라 최대 약 23% 증가하였다. (4) 증발온도를 72℃에서 84℃까지 증가시켰을 때, 고온수 입구온도에 따라 흡수기의 열전달률은 평균적으로 4 kW씩 선형적으로 증가하였으며, 고온수의 입구온도가 100℃, 증발온도가 84℃일 때 흡수기의 열전달률이 가장 높게 나타났다. 반면 총괄 열전달계수는 농용액 유량이 동일할 때, 증발온도와 고온수 입구온도에 관계없이 일정한 값을 나타내었다.
전민규 한국해군과학기술학회 2024 Journal of the KNST Vol.7 No.2
본 연구에서는 광학식 흡광도 측정방법인 TDLAS를이용하였다. 연소과정을 정확히 이해하기 위해 엔진의연소실 내부를 측정할 필요가 있다. 연소실 내에서연소과정을 이해하기 위해서 필수적으로 발생하는 고온및 고압환경에서의 변화를 계측해야 한다. 이러한노력으로 우리의 주요 목표는 H2O 가스의 압력 및 온도를매개변수로 세심하게 조절하여 TDLAS 측정의 정밀도를높이고자 하였다. 이로서 실험적 데이터를 바탕으로이론적 데이터의 개선이 가능해 진다. Accurate comprehension of the combustion process necessitates interior measurements of the engine's combustion chamber. Such comprehension mandates measurement of alterations within the chamber's high-temperature and high-pressure environment. Our principal objective was meticulous regulation of H2O gas pressure and temperature to refine the precision of tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) measurements. This endeavor enables the enhancement of theoretical data based on empirical findings.