• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.137-147
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• 2000

연료전지 응용분야에 대한 실험연구는 연료전지 성능향상 등의 기초연구와 더불어 매우 중요하며 차세대 동력원으로써 상용화되기 위해서는 이러한 연구가 함께 병행되어야 한다. 본 실험은 고분자 전해질형 연료전지(PEM Fuel Cell)의 시스템을 차량에 적용할 수 있도록 연료전지스택의 기본특성 및 rpm에 따른 축출력과 효율 특성을 알아 보았으며 자연대류 공기방식과 강제 공급방식간의 전압, 전류, 출력특성을 비교 분석하였다. 본 실험을 통해 자연대류방식의 경우 반응공기량의 제한으로 인하여 항상 전류한계 성향이 나타나는 것을 알 수 있었으며 강제공기 공급방식은 성능면에서 자연대류 공급방식보다 우수하였다. 이것은 자연대류 방식과는 달리 공기유량 및 속도의 증가로 인하여 공기가 공기극에서 원활히 반응하였기 때문이다. 축출력에 따른 효율변화는 조합시스템의 경우 축출력이 낮아질수록 연료전지 효율과 달리 현저히 감소하였으며 이는 모터가 효율이 낮은 범위에서 구동되었기 때문이다. 연료전지 자동차는 축출력과 스택의 효율을 고려한 운전이 이루어져야 하며 스택의 효율이 35%-45% 범위인 0.55-0.75V/cell에서 이루어져야한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.28-36
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• 2019

본 연구에서는 분사 형태(Spray pattern)가 중실원추형(Full cone) 및 중공원추형(Hollow cone)인 2유체 미립화기를 이용하여 공급 기체 및 미분무가 헵탄 풀화재(Heptane pool fire) 소화 성능에 미치는 영향을 검토하였다. 2유체 미립화기의 공급 기체로 30 lpm (Liter per minute; L/min)의 공기 또는 질소를 이용하였으며, 물을 공급하지 않은 경우(즉, 공기 또는 질소만 분사한 경우)와 물 0.085 lpm을 공급한 경우(즉, 미분무와 공급 기체를 함께 분사한 경우)에 대해 실험을 수행하였다. 실험 결과, 공급 기체만 분사한 경우보다 미분무와 공급 기체를 함께 분사한 경우에, 그리고 중공원추형인 경우보다 중실원추형인 경우에 빠르게 화재 소화 가능함을 확인하였다. 또한, 중실원추형의 경우, 미분무와 공급 기체 함께 분사 시 화재 소화 성능에 미분무의 영향은 지배적이었으나 공급 기체의 영향은 미비한 것으로 관찰되었다. 반면, 중공원추형의 경우, 중실원추형과 달리 미분무와 공급 기체 함께 분사 시 공급 기체로 질소를 공급한 경우가 공기를 공급한 경우에 비해 평균 화재 소화 시간이 확연하게 짧아지는 것으로 측정되었고, 이를 통해 미분무 뿐 아니라 공급 기체도 화재 소화 성능에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2007년도 학술논문요약집
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• pp.151-152
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• 2007

ACP(Advanced Spent Fuel Conditioning Process)의 금속전환로에 $U_{3}O_{8}$을 공급하기 위하여 20 kgHM/batch의 $UO_{2}$ 펠릿(pellets)을 처리할 수 있는 공기산화로가 개발되고 있다. 그림 1은 산소농도 조절이 가능한 공기산화로이다. 공기산화로 이전의 공정인 슬리팅 장치에서 탈피복된 $UO_{2}$ 펠릿은 공기산화로로 운반되고, $500^{\circ}C$온도에서 공기를 공급하여 일정한 입도범위의 균질한 $U_{3}O_{8}$을 만든다. 그리고 다음공정의 금속전환장치로 이동된다. 본 논문에서는 모의연료의 산화에 대한 정확한 산소농도를 측정하고자 한다. 이를 위해서 갈바닉 센서와 지르코니움 센서가 사용되었고, 그 특성이 비교되었다. 14종의 금속 산화물이 혼합된 모의연료를 제조하여 산화실험이 수행되었으며, 시간변화에 따라 산소농도가 측정되었다. 산소농도 컨트롤러와 산소 센서를 사용한 공기산화로는 산소조절기에 의해 산소농도 100%까지 측정될 수 있다. 그림 2는 공기산화로의 산소농도를 조절할 수 있는 산소농도 측정시스템이다. 유량조절기(Mass Flow Controller)를 사용하여 질소와 산소의 혼합비를 변화시킬 수 있다. 또한 산소농도 측정시스템은 측정된 산소농도 값을 이용하여 $UO_{2}$의 산화시간을 계산하기 위하여 제작하였다. 산화시간 계산방법은 다음과 같다. 산소와 질소의 가스는 각각 40 L의 압력 봄베에 의해서 산소농도를 조절할 수 있는 공기산화로의 산소농도 측정시스템 안으로 유입된다. 유입된 산소와 질소의 배합은 컨트롤시스템 안에 있는 산소 유량조절기와 질소 유량 조절기를 사용하여 조절하며, 일정하게 혼합된 산소농도는 장치의 입구와 출구에서 산소 센서에 의해서 측정된다. 투입된 $UO_{2}$ 펠릿이 $500^{\circ}C$에서 반응하면서 공기산화로의 내부에 있는 산소농도가 감소된다. 이때 초기에 같았던 입력과 출력 농도가 시간의 흐름에 따라 감소되며, 펠릿이 완전히 산화됨과 동시에 출력 산소농도가 입력농도와 다시 같아질 때까지 소요된 구간이 산화시간이 된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권6호
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• pp.613-619
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• 2016

공기구동 제어밸브는 여러 유형의 발전소에서 유체계통의 유량을 제어하거나 탱크의 수위를 조절하는 중요한 기능을 수행하며 발전소 수명기간 동안 성능이 보장되어야 한다. 공기구동 제어밸브는 공기구동기에 공기를 공급하거나 배기하여 작동시키며, 다양한 기능을 하는 부속기기로 구성된 제어설비를 이용하여 공기량을 조절함으로서 밸브 위치를 제어한다. 본 논문에서는 2인치 공기구동기에 I/P 변환기, 포지셔너 등이 장착된 제어밸브 동작모사 실험 장치를 이용하여 공기공급배관에서의 공기누설, 밸브 패킹마찰력 변화, 포지셔너 설정 불량 등을 모사하고, 약 67% 개도에서 ${\pm}2%$ 이하 제어구간에서의 밸브-구동기 거동을 측정하여 비교하였다.

• 한국가스학회지
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• 제23권3호
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• pp.1-6
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• 2019

본 연구는 폐기물 소각로에서 질소산화물 저감을 위해 고온의 배기가스를 연소로에서 재순환하여 연소용 공기와 혼합하여 배기가스 재순환을 이용한 방법에서 고온의 배기가스를 별도의 동력 팬이 없이 코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 장치에 관한 연구이다. 코안다 노즐에서 공기 공급 노즐 간극의 변화와 공기 공급 노즐의 위치에 따른 배기가스 재순환 유량 특성과 혼합 가스의 출구에서 평균온도 변화를 살펴보았다. 공기 공급 노즐의 간극이 3.22, 4.03, 4.84 mm로 변할 때 가장 좁은 3.22 mm일 때가 배기가스 재순환 유량과 공기 공급 유량의 비인 배기가스 재순환 유량비가 2.227로 가장 재순환 유량이 크게 나타났고 혼합가스 평균 온도는 $594.8^{\circ}C$로 나타났다. 공기 공급 노즐의 위치가 코안다 노즐 목의 전방 위치, 목 위치, 확관 위치로 변할 때를 살펴보았으며 전방 위치와 목 위치일 때는 재순환 유량비가 1.843으로 거의 같은 값이고 확관 위치에서는 1.696으로 나타났으며 평균 온도는 $559.8^{\circ}C$와 $544.3^{\circ}C$로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.103-109
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• 2013

본 연구에서는 초소형 가스터빈 연소기에서의 수소/공기 연소에 대한 수치해석을 연소기 입구에서의 공급 유량 및 유체의 수소/공기 혼합비 변화에 대하여 수행하였다. 수치해석은 상용화 프로그램인 STAR-CCM 을 이용하였다. 유체의 공급 유량의 변화는 연소기 내 화염의 위치와 온도, 입구와 출구의 압력비 등에 상당한 영향을 주었다. 유체의 공급 유량이 증가할 때, 연소기 내의 화염은 점점 출구 방향으로 위치하였고, 화염의 온도 및 입구와 출구의 압력비는 단조적으로 증가하였다. 유체의 수소/공기 혼합비 변화는 화염의 위치에는 큰 영향을 주지 않았고, 이론공연 상태에서 연소실 내에 가장 높은 화염온도를 가졌다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 춘계학술대회 발표 논문집
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• pp.116-119
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• 2003

본 연구에서는 LCD 공정에 사용되는 ball spacer를 전해 연마(Electro-Polishing, EP) 처리된 스테인리스(stainless)관 내부에서 마찰대전으로 하전시켜 하전량을 측정하는 하전 메커니즘과 하전 특성을 관찰하였다. Ball spacer의 농도를 일정하게 하고, 유입하는 공기의 유량을 201pm, 301pm으로 변화시키면서 실험하였다. 유입되는 공기의 유량은 일정하게 하여 ball spacer의 농도를 분진공급장치(dust feeder)를 통해 변화시키면서 하전수를 측정하였다. 이 때 측정결과는 EP 처리된 스테인리스관에 유입되는 공기의 유량이 증가했을 때, 하전이 더 많이 되는 것을 보여주었다. 또한 일정한 공기의 유량에서 주입되는 ball spacer의 농도가 증가했을 때 입자당 하전수가 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.547-552
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• 2010

본 연구에서는 VIStA(Vortex Inertial Staged Air) 버너를 개조하여 관류보일러에 적용하였다. 개조는 크게 2가지 부분에서 이루어 졌는데, 먼저 원형에서 채택한 예혼합 연소 방식을 사용상 편의와 안전을 위해 비예혼합방식으로 변경하였다. 연소 방식의 변경에 따라 공기 1차, 2차에 별도의 송풍기를 사용하던 공급 방식도 변경하여 본 연구에서는 하나의 송풍기로부터 공기를 공급받아 댐퍼를 통하여 1, 2차 연소실에 분할하여 공기를 공급하도록 하였다. 본 연구에서는 질소 산화물(NOx)의 생성을 억제하는 최적의 운전 조건을 찾기 위하여 전체 공기비 및 1, 2차 연소실로의 공기 분배 비율에 따른 NOx 생성 특성을 관찰하였다. 본 연구에서 산업용 보일러에 적용하기 위해 개조한 비예혼합 방식의 VIStA 버너를 설치한 결과, 기존의 일반 버너에 비해 균일한 화염을 얻었고 질소 산화물을 최대 20%까지 줄일 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.599-604
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• 2008

본 연구에서는 냉방운전 시에 팬코일 유닛에 사용되는 핀-관 열교환기의 공기측 열전달 능력과 압력강하를 실험을 통하여 조사하였다. 실험을 위하여 칼로리미터와 항온수조를 이용하였다. 사용된 핀은 슬릿핀이며 5종 열교환기에 대해 배관회로와 실험조건을 변화하면서 실험하였다. 공기-물 정격유량에서의 냉방능력은 열교환기 공급 물온도가 낮은 조건이 우수하였으며, 배관회로에 따른 냉방능력은 배관 내 물흐름이 U형보다 ㄹ형인 경우에 더 크게 나타났다. 물유량이 증가할수록 냉방능력은 일정비율로 증가하였으며, 열교환기 공급 물 온도가 낮을 때 우수하였다. 공급 물 온도가 낮은 조건에서 많은 응축수가 생성되어 공기측 압력강하는 크게 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.68-75
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• 2018

본 연구는 설계된 고온 고압 연소식 공기가열기의 성능을 확인하기 위한 성능시험과 그 결과분석에 대한 것이다. 총 4가지의 시험조건에 대한 시험과 3가지 조건에 대한 레이크 측정 시험이 수행되었다. 성능시험결과 목표 온도와 공급 유량조건을 모두 만족하였으며, 최대 공급온도 2000 K, 최대 연소압력 40 bar의 조건을 만족하였다. 공급된 메탄의 유량은 이론값보다 최대 36% 증가하였으며, 측정된 온도는 이론적으로 계산된 온도보다 최대 19.6%의 차이를 보였다.