• 제목/요약/키워드: 가스교환계수

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튜브배열 변화에 따른 직교류형 열교환기의 성능에 관한 연구 (A Study on the Performance of a Cross-Flow Beat Exchanger by Tube Array Change)

  • 전용한;김남진;김종보
    • 에너지공학
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    • 제15권1호
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    • pp.28-34
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    • 2006
  • 고온의 연소가스를 교란시키고 열교환 요소와 오랜시간 접촉하도록 원관을 옆으로 서로 맞대어 붙인 후 이 원관의 배열과 수직한 방향으로 연소가스가 흐르도록 설계된 열교환기에 대하여 실험적으로 열전달특성을 조사하기 위해서 유동이 충분히 발달한 영역에서 관 외부 원주방향으로 스테인레스 박판을 부착하고 직류 전원공급기를 통해 열유속을 주어, 관 주위의 대류열전달계수를 측정하였다. 실험 결과 세로피치 0.075 m, 가로피치 0.08 m이고 엇갈림 배열일 때 열전달계수가 15% 정도 차이가 크게 났으며, 레이놀즈수가 증가할수록 열전달계수도 증가함을 알 수 있었다. 또한 전체 평균 누셀트 수도 엇갈림 배열이 정렬배열에 비해 높게 나타났다.

유동층 연소로내 연료농도분포의 수치적 연구 (A Numerical Study on Fuel Concentration Distribution in a FBC)

  • 이대일;박승호;신동신
    • 한국연소학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.41-48
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    • 1998
  • A numerical study on combustion in a fluidized bed is based on three dimensional mixing and dispersion phenomena in the bed owing to the bubble growth in the vertical direction. As fluidizing velocities increase, bubble diameters increase, which activates the fuel dispersion in the bed. The combustion rates, however, reduce due to the decrease of gas exchange rates between bubble and emulsion phases. Fuel distributions in the bed are dependent on fluidizing velocities, equivalence ratios, fuel particle diameters, fuel feeding points, and the number of fuel feeders.

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기액이상류의 압력손실과 가스상의 체적분율에 관한 이론적 해석 (A Theoretical Analysis on Pressure Loss and Gas Volumetric Fraction of Gas-Liquid Two-Phase Flow)

  • 최부홍
    • 해양환경안전학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.63-69
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    • 2009
  • 가스상의 체적분율과 압력강하는 기액이상류에 대한 이해와 예측에 있어서 매우 중요한 인자이다. 또한 그것들은 산업용 대용량의 열교환시스템 및 선박에 설치되는 보일러 및 냉동시스템의 설계에 있어서 필수적인 항목이다. 따라서 본 논문에서는 파이프의 모든 경사각도에서 기액이상류 가스상의 체적분율과 압력손실을 예측할 수 있는 이론적 해석 방법을 제시한다. 여기서의 이론적 해석은 2유체 층상류 모델을 기초로 하고 있다. 또한 이론적 해석결과와 기존의 실험결과와 비교한 결과에 대해서도 제시한다.

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성층화된 저수지에서 CO2 NAF 산정 및 영향 인자 분석 (CO2 net atmospheric flux estimation and influence factors analysis in a stratified reservoir)

  • 박형석;정세웅;이은주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.73-73
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    • 2019
  • 지구 표면의 약 2%에 해당하는 담수에서 육상계 전체가 흡수하는 탄소의 50%가 배출되며, 이는 토양표면에서 배출되는 탄소량에 비해 더 큰 수치로 전 지구적 탄소순환 해석에 중요한 역할을 한다. 특히, 내륙수역과 대기의 경계면에서 $CO_2$ 이동은 전 지구적 탄소순환의 중요한 구성요소로 평가되고 있다. 호수와 저수지 같은 담수 저류시설은 육상에서 기인한 탄소의 운송 및 처리 역할을 한다. 하지만, 저수지에서 온실가스배출량을 평가할 수 있는 명확한 방법론이 부족하며, 전지구 규모 GHGs배출량에 대한 추정에 대한 불확실성이 상당히 큰 상황이다. 본 연구에서는 몬순기후대에 위치한 인공저수지를 대상으로 보다 신뢰도있는 온실가스 배출량 추정을 위해 $CO_2$ NAF 산정하고, 산정에 영향을 미치는 인자들을 분석 하였다. 분석을 위해 $CO_2$ NAF 산정에 필요한 수리 및 수질 인자들을 2017년부터 2018년까지 수집하고, 기초통계량 및 상관분석을 실시하였다. 또한, 주성분분석(PCA) 및 다중선형회귀모델(MLR)과 랜덤포레스트(RF) 기법을 사용해 변수 중요도를 평가하였으며, $CO_2$ NAF 산정 주요인자인 기체교환 계수를 경험적 모델 3종(Cole and Caraco, Crusius, Vachon), 표면갱신형 모델 4종(Heiskanen, Maclntyre, Read, Soloviev)을 비교, 검토하였다. 조사기간 동안 기체교환계수 산정 결과 Crusius 모델 예측값이 평균 $0.342(0.047{\sim}4.323)cm\;hr^{-1}$으로 검토한 모델중 가장 낮은 평균값을 보였으며, Heiskane 모델이 $2.135(0.337{\sim}5.152)cm\;hr^{-1}$으로 가장 큰 평균값을 보였다. 대상 수체는 연주기로 완전혼합되며 수온성층이 약화되는 시기에 저수지 표층 아래에 축적된 탄소가 표층으로 전달되어 높은 수준의 p$CO_2$를 보이며, 수표면에 큰 난류 강도가 작용하는 기간에 대기중으로 배출(pulse emission) 기작이 나타난다. NAF 산정결과 경험적 모델의 NAF값($-1246.0{\sim}6510.3mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)은 표면갱신형 모델 NAF값($-1436.1{\sim}8485.7mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)보다 낮은 수준을 보였으며, 풍속의 함수만을 이용하는 경험적 모델보다 부력 플럭스와 난류 혼합의 영향을 고려하는 Macintyre, Heiskanen모델이 성층 저수지의 $CO_2$ NAF 산정에 적합한 것으로 나타났다. $CO_2$ NAF 산정의 주요인자로 MLR모델은 Tw, EC, pH, Chla, TOC, Alk, RF모델은 EC, DO, TOC가 중요 변수로 평가되었다. PCA 분석결과, 수온이 낮고 성층이 약화되며 pH가 낮은 상태에서 NAF가 큰 것으로 나타났다.

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LNG 냉열활용을 위한 초저온 열교환시스템의 축소모형에서 증발 열전달 특성 (Characteristics of Evaporation Heat Transfer in a Small-Scale Cryogenic Heat Exchange System for the Utilization of LNG Cold Energy)

  • 남상철;이상천;이용원;손영순
    • 한국가스학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.25-33
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    • 1998
  • 본 연구는 LNG냉열활용을 위해 초저온 열교환시스템을 제작하고 액화질소와 에틸렌-글리콜 수용액을 작동유체로 사용하여 증발 열전달 특성실험을 수행하였다. 초저온 열교환기는 2중관식 열교환기이며, 내부관 지름이 8, 15 mm이며 길이는 6m이다. wire-coil inserts를 사용하여 열전달촉진 성능평가를 수행하였다. 액화질소와 에틸렌-글리콜 수용액의 출입구 온도, 벽면온도, 유량, 압력을 측정하였고, 이를 증발 열전달계수와 누셀트수를 계산하는데 사용하였다. 열전달상관식을 누셀트수, 프란틀수와 등가레이놀즈수의 멱법칙관계로 제안하였고, 그 결과 열전달촉진관이 평활관보다 2.5 ${\~}$ 5.5배정도 열전달이 증가되었다. 이 상관식을 이용하여 LNG냉열이용을 위한 초저온 2중관 열교환기를 설계하였고, 그 결과로 제시하였다.

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벼논 메탄 플럭스 측정용 폐쇄형 정적 챔버법: 고찰 (Closed Static Chamber Methods for Measurement of Methane Fluxes from a Rice Paddy: A Review)

  • 주옥정;강남구;임갑준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.79-91
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    • 2020
  • 온실가스 배출량의 정확한 평가는 모든 기후변화 대응 연구의 초석이며, 신뢰성이 높은 온실가스 배출량의 평가는 모든 기후변화 예측 및 모델링 연구의 실질적인 기초자료로서 활용된다. 온실가스 배출량 산정 기반 기술로서 온실가스 배출량 현장 모니터링 기술, 배출계수의 불확도 평가 기술, 온실가스 배출량 및 저감량 검증 기술 등이 필수적이다. 이런 기반 기술의 핵심에는 토양-식생-대기 간에 교환되는 온실가스 플럭스 산정을 위해 가장 보편적으로 많이 사용되는 폐쇄형 정적 챔버법의 모니터링 기술이 자리 잡고 있다. 본 연구에서는 농업분야 온실가스 단일 배출원으로 가장 큰 부분을 차지하는 벼논에서 발생하는 CH4 플럭스 측정용 폐쇄형 챔버법의 기술적 근간과, 수동형 챔버법에서 전 과정의 자동화 시스템으로 발전을 거듭하고 있는 자동화 챔버 모니터링 기술개발에 대한 국내·외 동향을 소개하였다. 이를 바탕으로 보편적으로 사용하고 있는 챔버법의 표준화된 방법의 고찰과 정확한 현장 자료를 얻기 위한 품질관리 방안이 마련될 수 있을 것이다. 또한 CH4 플럭스 측정방법의 신뢰성 높은 기술 발전 방향에 대해 조망하여 벼논 CH4 배출량 산정 결과들의 신뢰성 향상에 기여하게 될 것으로 전망한다.

과냉각 열교환기 용량 변화에 따른 인젝션 히트펌프의 성능 특성 (Performance Characteristics of a Vapor Injection Heat Pump System with Different Sub-cooler Capacity)

  • 최종민;박용정;강신형
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.17-23
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    • 2014
  • One major breakthrough in the field of heating, ventilation and air conditioning has been the development of heat pumps. Heat pump systems offer economic alternatives for recovering heat from different sources for use in various industrial, commercial and residential applications. In recent years, the heat pump has been tipped to have a very good potential for hot water production. This paper investigated the performance of a vapor injection heat pump with the variation of sub-cooler capacity at heating mode. The heating capacity of the vapor injection heat pump slightly increased with an increment of sub-cooler capacity, while COP didn't increase continuously. The 20% capacity of sub-cooler comparing with system capacity could be used as a standard to select sub-cooler capacity.

결핵후 폐기종과 원발성 폐기종에서 우심질 기능의 차이 (Difference in Right Ventricular Function between Post-tuberculosis Emphysema and Primary Emphysema)

  • 김명아;김상현;정희순
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제51권2호
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    • pp.97-107
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    • 2001
  • 연구배경 : 결핵에 의해 폐실질의 손상과 혈관 자체의 손상이 발생하고, 폐결핵의 만성 후유증으로 병발하는 이차성 폐기종에 의해 추가적인 폐혈관상의 손상이 초래된다. 그러므로 폐의 관류장애는 원발성 폐기종보다 결핵후 폐기종에서 더 심한 경향을 보인다. 따라서 결핵후 폐기종에서 우심의 기능이 중요한 역할을 할 것으로 추정되나, 이에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 결핵후 폐기종과 원발성 폐기종에서 우심 기능의 차이를 알아보고, 유의한 차이가 있다면 그 의의를 알아보고자 하였다. 방 법 : 병력 및 HRCT 결과, 폐기능검사 소견을 종합하여, 결핵후 폐기종 또는 원발성 폐기종을 진단하였다. 1초시 강제호기량과 노력성폐활량이 서로 비슷한 결핵 후 폐기종 환자와 원발성 폐기종 환자 20명을 선정하였다. 이들 환자를 대상으로 안정 시와 증상한계 운동부하 후 동맥혈가스분석과 심초음파검사들 시행하였다. 우심의 기능은 변형된 Simpson씨 법으로 박출계수를 산정하여 평가하였다. 결 과:대상환자들의 임상적 특성이나 폐기능검사 지표 상 두군간에 유의한 차이는 없었다. 동맥혈 가스분석 상 결핵후 폐기종군에서 안정 시와 운동 후 모두 이산화탄소압이 높고(안정 시 $42.9{\pm}4.7$ vs $38.8{\pm}3.1\;mmHg$, p<0.05 ; 운동 후 $47.9{\pm}7.0$ vs $41.1{\pm}5.9$, p<0.01) 우심실기능은 낮았다(안정 시 $57.6{\pm}6.5$ vs $61.4{\pm}4.7\;%$, p<0.01 ; 운동 후 $51.1{\pm}10.8$ vs $59.8{\pm}6.6\;%$, p<0.01). 또 운동 후 산소분압 역시 낮았으며($65.7{\pm}12.6$ vs $80.2{\pm}14.4\;mmHg$, p<0.01), 안정 시 산소분압은 낮은 경향을 보였다($82.9{\pm}12.0$ vs $87{\pm}7.5$, p>0.05). 양군 모두에서 우심의 박출계수는 운동 후의 산소분압(결핵후 폐기종 r=0.536, 원발성 폐기종 r=0.557), 그리고 안정 시(결핵후 폐기종 r=-0.576, 원발생 폐기종 r=-0.588) 및 운동 후(결핵후 폐기종 r=-0.764, 원발성 폐기종 r=-0.619)의 이산화탄소분압과 유의한 상관관계를 보였다. 결 론 : 환기기능이 비슷한 경우 결핵후 폐기종에서는 원발성 폐기종에 비해 우심의 기능과 가스교환능이 현저히 떨어져 있어, 결핵후 폐기종에서 폐의 가스교환은 우심실 기능의 영향을 받을 것으로 사료된다.

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초고온원자로 중간열교환기 미니챈널에서의 Molten Salt 열수력 특성 연구 (A Study on the Thermal-Hydraulic Characteristics of Molten Salt in Minichannels of an Intermediate Heat Exchanger for a Very High Temperature Reactor (VHTR))

  • 정희성;황인선;방광현
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권12호
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    • pp.1093-1099
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    • 2010
  • 초고온원자로(VHTR) 설계에 있어 중간열수송루프(IHTL) 및 중간열교환기(IHX) 설계는 고온의 운전조건($950^{\circ}C$ 이상)으로 인하여 공학적으로 어려운 과제 중 하나로 알려져있다. 본 연구에서는 LiF, NaF 및 KF(46.5:11.5:42.0 mole %)의 공융혼합물인 Flinak molten salt 를 IHTL 의 열수송매체로 고려하였다. Flinak molten salt 의 세관에서의 열수력 특성을 평가하기 위하여 직경이 1.4 mm 인 원형관을 이용하여 고온의 가스와 Flinak 을 열교환할 수 있는 이중관식 열교환기를 구성하여 실험하였다. 실험 결과 층류유동에서 측정된 Flinak 의 마찰계수는 이론식인 64/Re 에 근접하였고 Nusselt 수는 일반적으로 3.66 에서 4.36 범위에 들었다.

'탄소발자국' 개념의 발전 과정과 농림 부문에서의 활용 전망 (Development of 'Carbon Footprint' Concept and Its Utilization Prospects in the Agricultural and Forestry Sector)

  • 최성원;김학영;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.358-383
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    • 2015
  • 지구 온난화를 유발하는 온실가스들의 구체적인 배출량을 정량화하는 수단으로서 2000년대 중반부터 '탄소발자국'의 개념이 발전하였다. 아직도 명확한 정의나 측정 단위 또는 범위에 대한 규정이 존재하지 않지만, '개인이나 조직에 의해 제품의 전 생산 과정에서 직간접적으로 대기로 배출된 전체 온실가스의 양을 이산화탄소 상당량으로 나타낸 것'이라는 의미로 널리 사용되고 있다. ISO/TS 14067에 따르면, 제품의 탄소발자국은 온실가스를 배출하는 단위 공정들의 활동량 자료에 해당 공정의 배출계수를 곱하고 이를 모두 합산하여 산정한다. 이를 바탕으로 소비자들에게 비교 선택의 기회를 제공하고 생산자들의 자발적인 온실가스 배출 감축 활동을 장려하기 위한 '탄소성적표지' 제도가 전 세계적으로 다양하게 시행되고 있다. 이 제도의 일환으로 농업 분야에서 시범 운영되고 있는 '저탄소농축산물인증제'는 구매자의 윤리적 소비를 돕는 판단 근거로서 활용 가치가 클 것으로 기대된다. 이 과정에서 농산물에 대한 전과정평가의 경계를 설정하는 데에는 주로 사용 및 폐기 단계가 제외된 'cradle to gate' 접근법이 사용된다. 범위를 넓혀 농림 부문 전체에 대한 탄소발자국 산정은 "국가 온실가스 인벤토리 보고서"에서 유일하게 배출량뿐만 아니라 제거량도 고려해야 하는 특징을 가지고 있다. 현재 산정이 이루어지지 않는 농경지의 다년생 입목 바이오매스에 축적된 탄소의 변화량을 계산할 수 있다면 전체 온실가스 배출량을 상당 부분 감축할 수 있을 것이다. 이를 위해 전 과정의 이산화탄소 교환을 직접 정량화할 수 있는 타워 기반의 플럭스 관측이 사용될 수 있다. 탄소발자국 정보는 다른 지표들과 융합하여 지속가능한 농림생태계를 위한 좀 더 총체적인 지표 개발에 사용될 수 있다.