• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.1
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• pp.72-83
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• 2017

A thermo-fluid dynamic analysis was performed through the numerical simulation of a missile canister. Calculation was made in a fixed analytical volume and fully evaporated water was used as a coolant. To analyze the interaction among the hot gas, coolant, and mixture flow, Realizable $k-{\varepsilon}$ turbulence and VOF(Volume Of Fluid) model were chosen and parametric study was performed with the change of coolant flow rate. It could be found that the pressure on the canister top nonlinearly increased with the increase of coolant flow rate. Temperature and coolant distribution were closely related to the flow behavior in canister. Temperature on the canister bottom indicated a decrease being proportional to coolant flow rate in early times but after a specific time, the temperature increased with the tendency being reversed. In addition, the early part of temperature showed a fluctuating phenomenon because of the overall circulatory flow of mixture gas.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.14 no.6
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• pp.53-59
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• 2010

This research aims in finding a more optimal ejector size for evacuating engine exhaust gasses and 20% of the cell cooling air. The remaining 80% of cell cooling air pumped into the test chamber is separately exhausted from the test chamber via a discharge port fitted with flow control valves and vacuum pump. Unlike its predecessor this configuration utilizes a smaller capture area to improve pressure recovery. The modified ejector size has a diameter of 1100mm enough to evacuate 66kg/s jet engine exhaust in addition to about 20%, 24kg/s of the cell cooling air tapped from the sterling chamber. This configurations has an area ratio of the engine exit and ejector inlet of about 1.2. Simulation results of the proposed ejector configuration, indicates improved pressure recovery.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.12
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• pp.6072-6081
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• 2013

In this study, experiments were performed on air heater samples with three different shapes (chevron, wave and dimple type) to reduce the plumes from cooling towers. The tests were conducted for a range of frontal air velocities of 1~3 m/s and water flow rate 0.19~0.33 kg/s. The results showed that the heat transfer rate increased with increasing air velocity or water flow rate. The air-side pressure drop also increased with increasing air velocity. At the same frontal air velocity, the highest heat transfer rate was obtained for the chevron sample (1.5~1.7 times compared to that of the plate sample), followed by the dimple, wave and plate samples. The heat transfer rate per unit power consumption was also 15% larger than that of the dimple sample. On the other hand, there was no noticeable difference between the other samples.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.14 no.3
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• pp.61-68
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• 2010

A small high altitude test facility has been developed to investigate ignition performance of a small gas-turbine combustor under high altitude conditions. Supersonic diffusers and a heat exchanger were used to perform a low pressure and a low temperature condition, respectively. Experimental results showed that the low pressure environment could be controlled by upstream pressure of primary nozzle flow and low temperature environment by mixture ratio of cooled air and ambient air. Ignition performance tests were performed to verify the performance of the facility under simulated high altitude conditions. Conclusively, it was proven that the test facility could be used for ignition performance test of a small gas-turbine combustor under high altitude condition of approximately 6,100m.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.29 no.4
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• pp.48-54
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• 2000

자성재료에 자기장을 걸어주변 가열되고 자기장을 제거하면 냉각되는 성질이 있는데, 이를 자기열량효과(magnetocaloric effect)라고 하며, 이것을 이용해서 저온을 생성시키는 방법을 자기냉동(magnetic refrigeration)이라고 한다. 큐리 온도(Curie temperature) 부근의 강자성체에 자 기장이 가해지면 전자례도내에서 쌍을 이루지 않은 전자들의 자기모벤트들이 자기장에 평행 하게 배열되는데, 이로 인해 열역학적 무질서의 척도인 엔트로피는 낮아지고 이러한 손실을 보상하기 위해 재료의 온도가 올라가게 된다.반대로 자기장이 제거되면 자기모벤트가 본래의 무질서한 상태로 돌아오며, 엔트로피가 증가하 고 재료의 온도는 떨어지게 되는 것이다. 역사적으로 보면 1881년에 Warburg가 큐리온도 부근의 철에서 자기열량효과를 처음 발견하였으며. 1926년과 1927년에 Debye와 Giauque가 각각 단열소자볍 (adiabatic demagnetization)을 제안함으로써 실용화되기 시작하여 주로 극저온을 얻는 방법으로 이용되어 왔다. 1950년도 이전의 연구는 절대온도 영도(OK)에 도달하고 자 하는 순수과학적인 노력으로서 개방사이클(open cycle)을 이용한 단열냉각 방식을 추구하 였으나, 1950년 이후부터는 공학적인 응용을 목적으로 밀폐사이클(closed cycle)을 형성하는 자기냉동기에 관한 연구가 진행되었다. 1976년에 Brown은 희토류(rare earth) 금속인 가돌리늄(Gd)을 사용하여 유체(물 80%와 에틸 알코올 20%)를 재생시킴으로써 상온에서 작동 하는 자기냉동기를 보고한 바 있다. 그는 7 T의 큰 자장을 이용하였으며, 고온부와 저온부의 온도는 각각 $46^{\circ}C와\;-1^{\circ}C로서\;47^{\circ}C$의 온도간격을 얻었다. 자기냉동에 있어서의 또 하나의 중요한 진전은 1978년과 1982년에 Steyert와 Barclay에 의해서 능동자기재생기(active magnetic r regenerator)의 개념이 소개되고 개발된 것으로, 이는 자성재료가 냉매로서 뿐만 아니라 열전달 유체의 재생기로도 사용되는 방식이다. 이상과 같은 자기냉동기술의 발달에 이어서 1997년에 미국의 Astronautics사(Wisconsin주 Madison시 소재)와 Ames 연구소(Iowa주 Ames 시 소재)의 공동연구팀이 발표한 두 가지의 새로운 진전으로 인해 공기조화 및 냉동분야에 적용할 수 있는 자기냉동기의 실용화 가능성이 한층 높아졌다. 이들의 연구결과는 (1) 자기냉동이 실온에서도 실현 가능한 기술이며 증기압 축식 냉동에 필적할 만하다는 것을 보인 것과 (2) 이미 알려져 있던 자기냉동재료보다 자기 열량효과가 훨씬 큰 새로운 재료를 발견한 것이다. 이로써 자기냉동에 대한 관심과 기대가 한결 커지고 있다. 본 원고에서는 자기냉동의 원리가 되는 자기열량효과와 이를 이용한 자기냉동의 방법 그리고 최근에 이루어진 새로운 진전에 대해 소개하고 공기조화 및 냉동분야에의 적용 가능성을 전망해 보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.833-837
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• 2010

This study aims at finding an optimal exhaust diffuser design of a high altitude testing chamber for a low bypass turbofan engine (F404-402) with thrust pound force of 17,700 and air mass flow rate of 66kg/s ejecting at a speed of Mach 1.66. The final proposed ejector size has better pressure recovery characteristics and targets to reduce operational cost at engine performance testing. Conventional high altitude test chamber layout was adopted and first drawn in two dimensions using Autocad software so as to determine the gas path, the ejector frontal size was then determined from gas dynamics equations considering traditional gas ejection method where both the engine exhaust and cell cooling air are exhausted via the ejector. Modification to a smaller ejector with an alternative secondary cell cooling exhaust port was then performed and modelled in 3D using Solid Works software.

• Journal of Energy Engineering
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• v.24 no.1
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• pp.42-50
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• 2015

To evaluate the heat removal capability of a condenser tube in the PCCS of an advanced nuclear power plant, a steam condensation experiment in the presence of noncondensable gas on a vertical tube is performed. The average heat transfer coefficient is measured on a vertical tube of 40 mm in O.D. and 1.0 m in length. The experiments covers the pressures of 2-4 bar, and the mass fraction of air ranges from 0.1 up to 0.7. From the experimental results, the effects of the total pressure and the concentration of air on the condensation heat transfer coefficient are investigated. The measured data are compared with the predictions by Uchida's and Tagami's correlations, and it is revealed that these models underestimate the condensation heat transfer coefficient of the steam-air mixture.

• Plant Journal
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• v.11 no.3
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• pp.53-63
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• 2015

구매자는 일반 제조업에서 자재를 피터 크랄직 매트릭스 기법에 의해 경쟁품목, 일반품목, 전략품목, 위험품목으로 분류한 후 각 품목 특성에 맞추어 구매 전략을 수립한다. 피터 클라직 매트릭스란 구매 리스크와 비즈니스 영향도 즉 특정 품목의 구매 금액 비중에 따라 자재를 분류하는 기법이다. 본 논문은 플랜트 엔지니어링산업에서 플랜트 기자재를 대상으로 피터 클라직 매트릭스 기법에 의해 기자재를 분류한 후 각 품목 특성에 맞는 구매 전략을 제안하고 사례 기업인 A사가 사우디아라비아에서 수행하는 발전 플랜트 기자재에 제안한 구매 전략을 적용하여 그 효과를 검증한 것이다. 플랜트 엔지니어링산업은 수주산업인데 총 수주금액 중 구매가 차지하는 비중은 약 50~60%이다. 따라서 프로젝트를 수행할 때 원가를 절감하여 이익을 극대화하기 위해 구매는 매우 중요한 역할을 한다. 플랜트 기자재는 크게 회전기계류, 고정장치류, 전기자재류, 제어자재류, 배관자재류로 구분된다. 각 공종별 플랜트 기자재에 대해 구매 지출 분석을 한 후 피터 클라직 매트릭스 기법에 의해 플랜트 기자재를 분류한 결과 경쟁품목에는 열교환기, 저장탱크 등이 포함되었고 일반품목에는 전선관, 조명기자재, 밸브 등이 포함되었다. 또한 전략품목에는 가스터빈, 가스터빈 흡입공기 냉각장치 등이 포함되었고, 위험품목에는 가스터빈 고정 볼트 등이 포함되었다. 경쟁품목 중 다관형 열교환기는 공급자와 공동으로 원가 모델을 구축하는 전략을 수립했고 저장탱크의 경우에는 공급자에게 원자재를 사급하는 전략을 수립하였다. 그 전략을 A사가 수행하는 프로젝트에 적용한 결과 각각 20%와 6%의 원가 절감 효과를 얻었다. 일반품목 중 전선관은 구매 대행사를 활용하는 전략을 수립했고 조명기자재는 기술 사양 검토 과정을 생략한 구매 프로세스 간소화 전략을 수립하였다. 그 결과 약 10%의 원가 절감과 평균 5일의 발주기간을 단축할 수 있었다. 전략품목 중 가스터빈 흡입공기 냉각장치는 공급자와 포괄적 양해각서를 체결하여 공동으로 사업주에 대응하는 전략을 수립했고 그 결과 프로젝트 수행 안정성 확보와 공급자 조기 참여를 통한 발주 스케줄 단축을 이룰 수 있었다. 위험품목 중 가스터빈 고정볼트는 재고 확보 전략을 수립하여 자재의 부족이나 파손으로 인해 프로젝트 공기에 영향을 주지 않도록 리스크를 감소시키는 효과를 얻었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.194-195
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• 2013

초음속 공기 플라즈마 환경을 모사할 수 있는 0.4 MW급 Enhanced Huels형 초음속 공기 플라즈마 발생 장비가 2012년에 전북대학교에 설치 완료되었다. 초음속 공기 플라즈마 시험장비는 대기권으로 reentry 할 수 있는 비행체의 열차폐체 시험평가를 주목적으로 개발되었으며, 핵융합장치용 고온 내열체 소재개발에도 활용될 예정이다. 분절형 아크 플라즈마 토치는 전극부식에 의한 오염도를 적으면서 고출력의 안정적인 플라즈마를 발생시키며, 일반적인 직류 토치로는 얻을 수 없는 초고엔탈피 플라즈마 열유동을 얻을 수 있는 특징이 있다. 구축된 장비는 최대 직류 출력 1,200 kW의 DC 전원공급장치, 0.4 MW급의 분절형 아크 플라즈마 토치, ${\phi}1.5m{\times}2m$ 크기의 진공쳄버, 1 MW의 냉각 능력을 갖춘 디퓨저와 열교환기, 진공 용량 $100m^3$/min의 진공펌프 9대, 88 g/s의 공기유량에서 NOx를 50,000 ppm에서 100 ppm으로 저감할 수 있는 후처리 시스템, 4 bar 15 g/s의 공기를 공급할 수 있는 가스 공급장치, 30 bar 600 lpm의 저전도수와 4 bar 560 lpm의 일반수를 공급할 수 있는 냉각수 공급장치로 구성되어 있다. 초음속 공기 플라즈마의 발생 특성을 시험하기 위해 플라즈마 발생 조건으로 토치공급전력 350 kW와 410 kW, 토치 공기 공급 유량 16.3 g/s, 토치 내부압력 3.9~4.2 bar, 챔버압력 40 mbar으로 시험을 수행하였다. 발생된 플라즈마 상태를 진단하기 위해 속도는 쇄기 탐침기, 열유속은 Gardon 게이지, 엔탈피와 토치 효율은 토치의 공급전력과 냉각수에 의한 손실 전력으로 각각 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.79-79
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• 2017

국내 여름철의 고온다습한 기후환경으로 인하여 온실 내부의 냉방 및 제습이 필수적인데, 온실 냉방 방식 중 증발냉각 시스템이 가장 효율이 높다고 알려져 있다. 하지만 증발냉각 시스템은 건조한 기후 지역에서 발달한 방식으로, 작물의 증산작용으로 인한 온실 내부 습도 상승에 따른 문제점이 발생되어 다습한 여름철 국내 기후에는 반드시 냉각과 제습이 동시에 필요하다. 따라서 증발냉각 방식 중 Fan and Pad 방식과 리튬브로마이드 수용액을 이용한 온실 냉방 및 제습을 위한 복합시스템에 관한 연구가 진행중이다. 현재 리튬브로마이드 수용액 제습 시 발생되는 발열량과 수용액의 무게변화와 같은 수용액의 흡습성질 대한 정확한 지표가 나타나 있지 않다. 이에 연구를 진행하기에 앞서 리튬브로마이드 흡습성질에 관한 데이터 자료가 필요하다고 판단되어 기초실험을 진행하였고, 본 연구에서는 Pilot Scale의 재생 순환시스템을 통해 리튬브로마이드 수용액의 흡습성질을 이용한 재사용 방안을 제시하였고, 시스템 내에서 외부투입공기와 작동유체의 흡습성질에 의한 반응 전후 온도변화 예측 모델을 수립하였다. 따라서 본 연구를 통해 리튬브로마이드 수용액의 흡습성질을 분석하고, 이를 이 용한 재생 순환 시스템에 관한 연구를 진행할 예정이다.