• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.9 no.3
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• pp.70-76
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• 2001

Proper design and improvement of the biofiltration process depend upon quantitative understanding of the kinetic behavior in the biofilter. This study was conducted to evaluate kinetics of biofiltration of gasoline vapor. Filling material of the biofilter was compost. Gas inlet concentration ranged from about $300mg/m^3$ to $7,000mg/m^3$. Gas velocities were 6m/hr and 15m/hr, respectively. At 6m/hr gas velocity, about 60% of gasoline TPH below $3,000mg/m^3$ was removed in the lower quarter part of the biofilter. First order kinetics described well the degradation rate of gasoline TPH with high correlation. First order kinetic removal constant at the gas velocity of 6m/hr was higher than that of 15m/hr from about $300mg/m^3$ to $7,000mg/m^3$. When the inlet concentration was over $3,000mg/m^3$, first order kinetic removal constant at the gas velocity of 6m/hr was over twice that at 15m/hr. In order to obtain over 80% of removal efficiency, gasoline vapor should be injected into the biofilter at concentration below about $2,000mg/m^3$, 100cm filling height and the gas velocity of 6m/hr.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.2
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• pp.103-108
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• 2012

A MILD (Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustor decreases NOx formation effectively during the combustion process and NOx formation is affected significantly by the exhaust gas entrainment rate toward fuel and air. The present study focused on the new MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the new MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. The connection pipe is set between the outer side and the inner side tubes and coaxial air nozzle is inserted at the center of the connection pipe. A numerical analysis is accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of air nozzle exit velocity, nozzle diameter, nozzle exit position and exhaust gas side pressure. The entrainment rate is proportional to the square root of air nozzle exit velocity and negatively proportional to the pressure difference between the exhaust gas side and furnace side pressures. The effect of air nozzle exit position is not considerable on the exhaust gas entrainment.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.19 no.1
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• pp.93-101
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• 2011

The modeling of SDR was carried out for the application of the solid waste incineration system. To find optimum operating condition for removal of acidic gases, computation fluid dynamic(CFD) model was used. In this study, the temperature profile of SDR(spray dry reactor) and the gas velocity profile for different models were investigated. In this model, the diameter of SDR was 3 meter and the height of SDR was 9 meter. The amount of inlet combustion gas of SDR was $6,125Nm^3/hr$ and the inlet temperature of SDR was 493 K. The amount of lime injection of SDR was 151 kg/hr. When the inlet shape of SDR was changed, the temperatur of SDR was changed and the gas velocity of SDR was 0.48 m/sec to 1.17m/sec and the outlet gas velocity of SDR was 6.9 m/sec to 7.42m/sec As a result of modeling, the average velocities in SDR and outlet were 0.489 m/sec and 7.424 m/sec, respectively, in which the temperature of outlet in SDR was 448 K.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2004.03a
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• pp.198-204
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• 2004

Using liquefied natural gas as a fuel, water, natural gas and liquefied natural gas-cooled firing tests were conducted. With the viewpoint of characteristic velocity, and specific impulse, the effect of OF mixture ratio and fuel inlet temperature into a combustion chamber were analyzed. OF mixture ratio and fuel inlet temperature into a combustion chamber have great influence on the performance. Characteristic velocity and theoretical specific impulse attain the maximum value at 0.72~0.75 and 0.75 of OF mixture ratio, respectively. Engine performance has a tendency to increase, proportional to fuel inlet temperature into a combustion chamber affected by the regenerative cooling.

• Journal of Energy Engineering
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• v.22 no.4
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• pp.413-419
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• 2013

The present study used the MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. A numerical analysis was accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of venturi nozzle geometrical parameters, nozzle position, nozzle gap between high pressure air nozzle and venturi nozzle, and with the change of high pressure nozzle inlet velocity. The entrainment flow rate for the case with the high pressure air nozzle attached at the exhaust gas wall has relatively small change with the change of nozzle gap. That for the case with the high pressure air nozzle exposed to the exhaust gas has monotonically increase with the change of nozzle gap. The flow rate ratio of entrainment flow rate has considerably increase tendency with relatively lower air inlet velocity, on the other hand, that with relatively higher air inlet velocity could be seen relatively small increase.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.4
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• pp.11-17
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• 2011

In order to see flame behavior in the annular reverse gas turbine combustor, sector combustion test was performed. Ignition test by using torch ignition system was carried out at various combustor inlet velocity and air fuel ratio. Also, flame blow out limit was measured by changing fuel flow rate with constant air mass flow rate. In test results, stable ignition is possible at air excess ratio of 6 and this limit is gradually increased with combustor inlet velocity. The minimum blow out limit is about 4 at 40 m/s of combustor inlet velocity. This blow out limit is also increased up to about 10 with increasing combustor inlet velocity. Test result shows that lean blow out limits are increased with air velocity. The highest blow out limit was found at the combustor inlet velocity of 65 m/s.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.153-159
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• 2010

In order to see the flame behavior in the annular reverse gas turbine combustor, sector combustion test was performed. Ignition test by using torch ignition system was carried out at the various combustor inlet velocity and air fuel ratio. Also, flame blow out limit was measured by changing fuel flow rate with constant air mass flow rate. In the test results, stable ignition is possible at air excess ratio of 6 and this limit is gradually increased with combustor inlet velocity. The minimum blow out limit is about 4 at 40 m/s of combustor inlet velocity. This blow out limit is also increased up to about 10 with increasing combustor inlet velocity. Test result shows that lean blow out limits are increased with air velocity. The highest blow out limit was found at the combustor inlet velocity of 65m/s.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2006.05a
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• pp.164-169
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• 2006

본 연구는 가정용 가스 보일러의 배기가스 유동특성을 전산유체역학을 이용하여 정밀 분석하고 CO 검지 장치의 최적화 설계를 결정하는 것을 목적으로, CFD 상용코드 FLUENT 6.2를 이용하였다. 배기가스 포집위치에서 가스 유속의 균일성과 CO농도 검출기에서의 속도가 주요 성능 인자이며 포집기의 위치, 포집구멍의 크기 및 배기가스의 유량을 주요 변수로 선택하였다. 포집기의 위치는 배기부의 상부와 하부인 두가지의 경우이고 두 경우의 배관 높이 차이는 10 mm이다. 포집구멍의 직경 변화는 3 mm, 4 mm 및 5 mm인 세가지 경우이다. 마지막 변수인 배기가스의 유입속도는 20,000 kcal/hr용량의 k사 가스 보일러가 공기비 1.1일 경우에 정상 연소시 0.5 m/s임을 알았고 저부하와 고부하일 경우를 고려해서 0.3 m/s, 0.5 m/s 및 0.7 m/s의 세가지 경우를 변수로 결정하여 총 18가지 형태의 대상을 전산유체 역학을 통해서 분석하였다. 궁극적인 목표였던 배기가스의 균일성은 한가지 경우를 제외 하고는 만족할만한 결과를 얻었기 때문에 CO검지 장치가 위치할 곳에서의 속도 및 포집구멍의 크기가 CO농도 검출기 유속의 주요 인자라 할 수 있다. 결론적으로 포집구멍의 크기가 5 mm인 6가지 경우 중에서 두가지 경우는 검지장치의 유효속도를 초과하였고 포집구멍의 크기가 3 mm인 경우는 검지장치의 유입 속도가 상대적으로 작으므로 포집구멍의 크기는 4 mm가 적합한 것으로 판단하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.171-171
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• 2011

헬륨냉동계통은 연구용 원자로인 하나로에서 냉중성자를 생산할 수 있도록 설치된 수조내기기 내의 감속재인 수소가 정상적으로 열 사이펀을 유지하기 위한 주요 계통이다. 헬륨냉동계통은 헬륨가스를 압축하는 헬륨 압축부분과 헬륨가스를 팽창시켜 저온을 생성시키는 헬륨 팽창부분으로 나누어진다. 헬륨 압축부분은 두 개의 스크류가 맞물려 회전하면서 약 1.05 bar(a)의 헬륨가스를 최대 13 bar(a)까지 압축시키는 압축기가 있으며, 헬륨 팽창부분인 냉동박스의 팽창 터빈은 self-acting gas bearing에 의해 구동되며, 저온모드 운전 시작시 헬륨 압축부분에서 일부의 가스는 팽창 터빈 축(shaft)으로 유입되어 회전속도가 서서히 증가하면서 고속으로 회전하여 극저온의 헬륨가스(14~18 K)를 생성하는 주요 기기이다. 헬륨을 팽창하는 부분인 냉동박스 내로 헬륨 압축가스를 유입하기 전에 압축된 헬륨가스 내 불순물의 순도를 분석하여 냉동박스의 주요 부품인 팽창터빈의 운전에 영향을 미치지 않는 것이 가장 중요하다. 따라서 헬륨 저압측에 헬륨가스 내 불순물 즉, 수소($H_2$), 수분($H_2O$), 질소($N_2$), 탄화수소류(CxHy) 및 오일(Oilaerosol) 등의 함량을 분석하기위해 가스 분석기가 설치되어 있으며, 냉동박스 내로 유입되기 전에 헬륨압축에서 순환되는 가스 내 불순물인 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일은 10 vpm 이하이어야 하며, 수소 함량은 0.1 % 이내이어야 한다. 헬륨 압축부분에서 순환되는 가스의 불순물이 요구 조건에 만족하도록 헬륨 고압측과 헬륨 저압측에 cryogenic adsorber를 설치하여 가스 내 불순물을 제거하는 가스순도제어 작업을 수행해야 한다. cryogenic adsorber를 사용하기 위해서는 장치 내의 불순 가스를 공정진공도(1.33 X $10^{-3}$ mbar) 이하로 진공배기하는 작업이 매우 중요하다. 이는 계통의 헬륨가스가 오염되지 않도록 하는 것으로 cryogenic adsorber 내에는 액체질소를 충전하여 액체질소 온도에 노출된 활성탄층을 헬륨가스가 흐르면서 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일 등이 제거된다. 이 논문에서는 헬륨냉동계통의 가스 순도 제어 작업을 통해 헬륨가스의 순도가 요구조건 이하로 만족하며, 팽창 터빈의 운전에 영향을 미치지 않음을 기술하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.161-161
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• 2014

열플라즈마는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 화염 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적인 산업적 이용이 활발히 진행되고 있다. 용사코팅은 노즐 출구를 통해서 외부로 방출되는 열 플라즈마 화염을 이용하는 것으로 이 화염의 와류 특성으로 인하여 외기의 가스가 화염내부로 침투하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 열원의 냉각효과 외에도 외기를 구성하는 기체 분자의 내부 유입을 의미하는 것으로 대기 상태에서 공정이 이루어진다면 열원 내로 유입되는 대기 내의 산소가 모재 표면과 반응하여 산화가 진행된다. 이러한 산화과정은 용사 코팅의 품질을 저하시키는 요인이 되므로, W, Ti 등과 같은 반응성이 높은 재료의 코팅은 산화과정을 방지하기 위하여 진공에서 코팅을 하여야만 한다. 진공 플라즈마용사코팅은 진공 또는 저압의 불활성 분위기 중에서 열플라즈마 화염에 용사재료를 투입하여 플라즈마 화염 내부에서 순간적으로 이를 용융시킨 후 고속으로 분출, 모재에 적층시키는 코팅공정이다. 이때 분말상의 용사재료를 고속으로 화염 중심에 투입하여 최대 에너지 전달이 이루어지도록 하는 것이 적층효율 및 코팅품질을 향상에 필수적이다. 하지만 플라즈마 화염 내부를 고속으로 이동하는 입자의 온도와 속도 및 궤적을 측정하여 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에, 통상 형성된 코팅의 구조와 두께로부터 경험적으로 파라미터를 결정하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 초고속 레이저 카메라와 이미지 분석용 소프트웨어를 이용하여 플라즈마 화염내의 비행입자 궤적을 추적하고, 이를 통해 분말 이송가스의 유량이 코팅 효율 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 화염은 중심부가 가장 높은 온도와 속도를 가지고 있기 때문에, 분말 이송가스의 유량이 적을 경우 투입된 분말은 단지 플라즈마 화염의 상부 경계면을 지나는 궤적을 갖게된다. 이로 인해 분말의 용융이 충분히 이루어지지 않아 적층 효율이 낮고 미용융 입자 및 기공이 많은 미세구조를 보였다. 이송가스 유량을 증가시키게 되면, 분말의 궤적은 플라즈마 화염의 중심부를 지나게 되어 적층 효율이 증가하고 미세구조 또한 개선되었다. 하지만 이송가스 유량이 지나치게 클 경우, 투입된 분말 입자는 플라즈마 화염을 조기에 관통하게 되어 비행궤적은 온도와 속도가 낮은 영역에 형성되었다.