• Journal of Biosystems Engineering
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• v.4 no.2
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• pp.25-31
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• 1979

본연구는 건조에 필요한 열과 공기를 열원으로부터의 자연대류만에 의존하는 간역화력건조기의 성능향상을 도모하기 위하여 실시되었으며 옥수수를 대상으로 모형실험을 통하여 분석한 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 건조기 화구의 공기열입구의 크기는 송풍량에 영향을 미치며 공기의 유입속도가 16m/min 이하가 되도록 충분히 만들어야 한다. 2. 곡물층을 통과하는 송풍량은 곡물층의 두께가 클수록 증가하며 송풍량과 곡물층 두께와의 관계는다음식으로 나타났다. $q=CD^{-k}$ 3. 송풍량은 실험범위내에서는 열원으로부터 곡물층의 높이와 가열공기의 온도상승에 따라 각각 직선적으로 증가하였다. 4. 송풍량은 곡물층의 두께, 열원으로부터의 곡물의 높이 및 가열공기의 온도상승에 의하여 옥수수층의 경우 다음과 같이 추정될 수 있다. $ q=0.00265H(\Delta T) D^{-0.76}$ 5. 바람이 송풍량에 미치는 영향은 매우 커서 8km/hr의 풍속을 가진 바람이 유입구측으로부터 볼 때 송풍량은 바람이 없을 때보다 무려 5배나 증가하였다. 6. 건조실의 전후방간의 가열공기의 온도차이는 열원으로부터 곡물층의 높이가 낮을수록 증가하였으며 이 현상은 바람이 불 때 더욱 현저하게 나타났다. 7. 건조기의 벽면을 통한 열손실은 열원으로부터 곡물층의 높이와 가열공기의 온도상승에 따라 각각 직선적으로 증가하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.15 no.4
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• pp.339-345
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• 1990

공기통풍 건조시 공기흐름(airflow)에 대한 곡물저항(grain resistance)은 송풍시스템에서 fan의 선정시 매우 중요하다. 지금까지는 공기흐름에 대한 곡물저항은 주로 Shedd의 curve에 준하여 정해졌다. 그러나 실제의 경우 곡물수확 또는 건조시 기계적 원인에 의하여 미세립자(fine material)가 생성된다. 이에 본 연구에서 밀(red hard winter wheat)을 대상으로 송풍량, 함수율, 미세립자량이 정압강하(static pressure drop)에 미치는 영향을 규명하였고, 이러한 변수가 포함된 수학적 모델을 개발하였다. 독립변수는 0.051로부터 $0.203m^3/m^2.sec$에 이르는 7단계의 각각 다른 송풍량과 3단계의 함수율 (11, 13, 15%w.b), 4단계의 미세립자량(0, 2, 4, 8%)이고, 종속변수는 정압강하이다. 정압강하와 test bed에서의 송풍량은 micromanometer를 사용하여 측정하였다. 결과는 독립변수(송풍량, 함수율, 미세립자량)는 모두 정압강하에 significant하게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 규정된 범위내에서 함수율이 증가함에 따라 정압강하는 최고 45% 까지 감소되었고, 반면 미세립자량이 증가함에 따라 정압강하는 최고 195%까지 증가되었다. 수집된 data로서 다음과 같은 regression equation이 개발되었다($P=AV+BV^2+C(MO)V+D(FM)V$). 본 연구의 결과는 공기송풍시스팀에서 송풍량, 함수율, 미세립자량이 정압강하에 미치는 영향을 규명하였고, 에너지 절약적 송풍시스템을 설계하는 데 도움이 될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.486-486
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• 2023

하수처리장 내 생물반응조에서는 유기물을 제거하거나 질산화(Nitrification) 반응을 일으키기 위하여 산소를 요구하고 있으며, 필요한 산소는 송풍기 운영을 통해 공급하고 있는 상황이다. 질산화 반응을 일으키기 위해서 처리장 내 일정 이상의 산소가 수중에 공급되어야 한다. 생물반응조내 용존산소가 부족할 경우 활성슬러지의 침전성이 저해되어 오염물질 저감 효율이 떨어지게 되며, 과도한 산소가 공급되어도 수처리의 효율은 개선되지 않으며 반응에 사용되지 않은 산소들은 대기중으로 방출된다. 또한 유입수질에 따라 실시간으로 반응조 내 필요한 산소는 달라지게 되므로 유입수질에 맞는 효율적인 하수처리장 운영이 요구되고 있다. 하수처리장 내 적절한 산소를 공급하기 위하여 많은 연구들이 활발하게 진행되어 왔으나 실제생물학적 처리시 요구되는 산소의 양을 산정할 수 있는 한계점을 지니고 있으며, 하수 성분, 용량과 같은 환경에 따라 차이를 보이고 있어 범용적으로 사용하기에는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 적용 한계점을 극복하기 위하여 하수도 설계 시 사용되어지고 있는 하수도 시설기준의 산소요구량 및 공기공급량 산정식을 통하여 유입수질에 따라 실제 하수처리장에 필요한 산소요구량 & 공기공급량을 산정하는 시스템을 개발하고자 하였다. 하수도 설계기준의 여러 가지 수식을 실제 하수처리장 내 필요한 요소로 변환시켜 범용적으로 사용가능한 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 하수처리장 송풍량 산정 시스템 적용에 따른 송풍량 절감 효율을 비교분석하기 위하여 2021년 A하수처리장의 4월 월간 데이터를 활용하여 하수처리장에서 필요한 송풍량을 산정하여 실제 사용된 송풍량과 비교 분석하여 송풍량 절감 효율을 분석하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 실제 하수처리장 내 송풍량 산정 시스템을 도입하게 된다면 운전자 경험에 의존하고 있는 수동적인 제어 방식에서 벗어나 자율 제어를 통한 효율적인 하수처리장을 운영할 수 있어 송풍량 절감 및 탄소중립에도 이바지 할 수 있을 것이라고 판단된다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.30 no.4
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• pp.15-25
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• 2022

In this study, the efficiency of treatment of moisture and organic matter in food waste was analyzed according to the air blast volume and preheating using the bio-drying method. Te mount of air blast volume and preheating were determined by the evaluation of temperature and CO2 during food waste treatment using the bio-drying method. As a results, the increase in the air blast volume increased the moisture removal efficiency and removal rate, but, lowered the temperature inside the bio-drying by the decease in microbial activity. In order to maintain the activity of microorganisms, it was estimated that it was necessary to inject an appropriate air blast rate according th the properties of the food waste. In this study, the injection of air blast volume at 15L/min was optimal. It was evaluated that the organic matter and water removal rates according to the presence or absence of air preheating, the organic matter removal rate and water removal rate increased by 3-5% when air preheating was not performed. Also, there was no internal aggregation caused by the generation of condensate inside the bio-drying. Therefore, for effective bio-drying of food waste, it is necessary to maintain an appropriate air blast volume to maintain microbial activity, and it is considered that injection through preheating of air is required.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.388-388
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• 2022

하수처리 공정 중 생물반응조에서는 미생물의 산화 반응을 통해 하수 내 각종 유기물들을 처리하고 있다. 블로워는 호기조를 유리산소상태로 만들어 미생물들의 유기물 제어, 질산화가 원활하게 이루어질 수 있도록 지원하는 역할을 담당하고 있다. 그러나 실제 하수처리장에서는 유기물을 원활하게 처리하기 위하여 과도하게 블로워를 가동하고 있어 경제적인 측면에서 문제를 겪고 있다. 블로워를 통해 수중에 산소를 부족하게 공급할 경우 활성슬러지의 침전성이 저해되어 방류수 수질이 저해되는 반면, 용존산소가 과도하게 공급되어도 유기물질의 처리 효율은 증대되지 않으며 잉여용존산소는 대기 중으로 방류된다. 이러한 이유로 국내 하수처리장에서는 강화된 방류수 수질 기준을 만족하기 하고자 유입수질에 관계없이 과도하게 송풍기를 운영하고 있다. 이러한 하수처리장의 운영 및 경제적인 문제점을 해결하고자, 본 연구에서는 하수처리장으로 유입되는 원수의 수질을 처리하는 데 실제로 미생물이 필요한 산소요구량 및 공기공급량을 산정하는 프로그램을 개발하였다. 이를 통해 실제 하수처리장에서 필요한 산소요구량, 공기공급량을 산출하여 효율적인 하수처리장 운영이 가능하다. 실제 하수처리장에서의 프로그램을 통한 송풍량 절감 효율을 분석하고자 한 달간의 A 하수처리장 수질 데이터를 기반으로 하수처리에 필요한 산소요구량 및 공기공급량을 산정하였다. 실험 결과 프로그램 적용시 약 평균적으로 10%의 송풍량을 절감이 가능하며, 연구 결과를 바탕으로 효율적이고 경제적인 송풍기 운영조건의 기준을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.115-115
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• 2017

2013년 국내 시설(비닐, 유리 온실)에서 재배되는 토마토, 풋고추, 파프리카의 생산량은 총 632,315 톤으로 잎, 줄기 등 발생되는 부산물은 수확량의 약 30%에 해당되는 189,695 톤으로 추정되며 대부분 노지에 방치 유실되거나, 소각 처리된다. 본 연구에서는 이처럼 단순 폐기되는 농업폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 100 kg/hr인 실험실용 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농업기술원 온실에서 재배되는 파프리카, 토마토, 딸기, 가지, 고추 등의 부산물을 실험원료로 사용하였다. 원료성상, 원료이송방식, 송풍량, 건조온도, 건조시간에 따른 부산물 건조특성을 파악하였다. 원료를 비교적 짧게 절단하고 열풍이 배출되는 다공판위를 견인형 컨베어로 이송시키는 형태의 경우 건조실험 결과 세절된 원료에서 추출된 내부 수분이 외부로 유출되어 원료들 사이의 공극을 채워 건조공기가 원료층을 통과하지 못하게 하고, 특히 $100^{\circ}C$ 이상 고온에 노출되는 경우 원료표면에 잔류하는 유출 수분이 건조되면서 막을 형성하여 내부 원료들은 전혀 건조가 되지 못하는 현상이 관측되었다. 이러한 원료내부의 공극형성 불량으로 국부적으로 공기가 통과되는 부분만 집중적으로 급격한 건조가 진행되고 공급된 건조공기 대부분이 이 부분으로 유출되어 효과적인 건조가 전혀 진행되지 못하였다. 피건조물 사이의 공극형성을 위해 원료를 절단하지 않고 수행한 건조실험 결과 건조 풍량 및 온도에 따라 건조속도 및 처리용량이 다르게 나타나는 것을 알 수 있다. 특히 송풍량과 압력을 증가 시킨 건조 결과로 건조 상하층 간 불균일 건조 해소 및 건조속도, 건조능력에서 연구목표 치를 상회하는 결과를 보여준다. 특히 건조공기온도 $150^{\circ}C$ 이하에서 풍량을 증가시켜서 원하는 건조작업 수행이 가능함을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.558-563
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• 2002

시설원예에서 난방장치를 사용하는 겨울철 재배 농산물의 생산비 중 난방 연료비가 30%~37% 정도를 차지하여 비중이 가장 높다. 따라서 시설원예 농가에서는 난방비를 절감하는 것이 농가소득과 직결되므로, 난방장치의 선정이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 겨울철 재배 농산물의 생산비 중 30%-37% 정도를 차지하는 연료비를 절감하기 위해 기존의 온풍난방기와 다른 새로운 방식의 열교환기와 원심식 송풍블로워를 사용하는 블로워 송풍방식의 온풍난방기를 개발하고 개발된 온풍난방기의 가동으로 인한 난방 연료비 절감효과와 온실내의 균일한 온도분포를 획득하기 위해 8연동 비닐온실에서의 시험을 실시하였으며 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 가. 저 정압용의 전동기 축직결식 송풍팬을 대신하여 고 정압용의 블로워 송풍팬을 장착하고 열교환 면적을 크게 한 지그재그식 환류의 열교환실을 채용한 온풍난방기를 개발하였다. 나. 공시한 온실에서 기존 온풍난방기의 2일 가동시 DH당 연료 사용량이 평균 1.082$\ell$/$^{\circ}C$.hr 이며, 블로워 송풍방식 온풍난방기의 3일 가동시 DH당 연료 사용량은 평균 0.854$\ell$/$^{\circ}C$.hr로써 21%의 난방 연료비 절감효과가 나타났다. 다. 블로워 송풍방식 온풍난방기는 동일시간대 3$^{\circ}C$의 경시적 온도변화가 발생하였고, 기존의 은풍난방기의 동일시간대 온도변화는 최대 6.1$^{\circ}C$로 나타나 개발된 블로워 송풍방식 온풍난방기가 동일시간대 온실내의 온도변화를 크게 줄일 수 있었고 온도분포를 비교적 균일하게 하는 효과가 있음을 확인하였다.도 33$^{\circ}C$를 기준으로 한 열 회수 시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$ 일 각각 120분 및 140분으로 나타났다. (3) 제 3종 자갈: 축열조로 공급되는 공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는데 소요된 시간은 가열공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때 각각 180분과 150분이었고, 방열에 소요된 시간은 각각 240분 및 270분으로 나타났다. 방열과정 동안 축열조 출구의 최고 공기온도는 가열 공급공기의 온도가 52$^{\circ}C$ 와 $65^{\circ}C$일 때 각각 35.5$^{\circ}C$ 및 39.5$^{\circ}C$였다. 출구 공기온도 33$^{\circ}C$이상을 기준으로 한 에너지 회수시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$일 때 각각 140분 및 160분으로 나타났다. 이와 같이 자갈이 작을수록 축열조 출구의 공기온도가 기준온도 33$^{\circ}C$에 도달되는 시간이 길었으며, 이것은 축열조내의 공극이 작고 비중량이 커 자갈층을 가열시키는 축열시간이 길어지기 때문인 것으로 사료된다. 또한 작은 자갈일수록 방열시간도 다소 길어져 회수 가능 열에너지가 큰 것으로 나타났다

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.42 no.4
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• pp.493-499
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• 2022

The standards pertaining to the quality of discharged water in sewage treatment plants are strengthening, and accordingly, facilities in sewage treatment plants are being upgraded. In addition, the discharge water quality of sewage treatment plants must be maintained at a high level, and efficient sewage treatment plant operations have thus emerged as a very important issue. For the efficient operation of sewage treatment plants, this study applied a basic blowing amount calculation method based on sewage facilities to evaluate the required oxygen amount and blowing amount according to inflow water quality by logicizing various influencing factors. As a result of calculating the amount of air blown by applying actual April water quality data from sewage treatment plant A to the blower demand calculation developed through this study, it was found that the average amount of air blown was reduced by about 12%. When the blower demand calculation developed here is applied to an actual sewage treatment plant, the amount of air blown can be controlled based on the inflow water quality. This can facilitate the realization of an autonomous control of sewage treatment plants, in contrast to the existing sewage treatment operation method that relies on operational experience of operator. In addition, it is expected that efficient sewage treatment plants can be operated by reducing blowing amounts and power costs, which will contribute to both energy and carbon savings.

• Korean Journal of Agricultural Science
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• v.11 no.2
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• pp.270-277
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• 1984

The effects of factors of natural air drying were evaluated by the simulation model for rough rice drying. The factors were airflow rate, harvest date, initial moisture content and weather conditions. For simulation, the RICEDRY (Chang et al., 1983) was used. Then, the applicability of the model and the feasibility of rough rice drying by natural air were tested under the tropical weather conditions of Costa Rica.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.12
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• pp.821-827
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• 2012

Air drying is a technology to dry sludge at the ejector and multi cyclone as intaking and blowing air from outside. So, this technology has a weak point that operating fluctuation is large according to an outside conditions as well as energy consumption is also large due to open loop structure. This is to develop the closed-loop air drying system to be built the dehumidifier consisted of condenser, cooler and compressor at rear side of separator of air dryer, as a way to solve some problem. Air is circulation by the method of blowing-drying-dehumidifying-blowing within this system. It is analyzed that an air circulated at closed-loop air drying equipment contains the energy of 50% more compared with open-loop air drying and is operated regularly because of quality maintenance of air to dry sludge. And also it is analyzed that the cost of drying sludge of 1 ton by closed-loop air drying equipment is lower about 35% than conventional equipment. Therefore, this is evaluated by useful drying technology to face an unexpected climatic conditions due to regular operation as well as low energy consumption.