• 동력기계공학회지
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• 제11권2호
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• pp.12-19
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• 2007

현재, 육지에서 필요한 천연 가스 (NG)의 얻기 위한 방법으로 공기 가열식 기화기의 사용이 증가하고 있다. 특히, 파이프라인에 의해 도달될 수 없는 거리가 멀리 떨어진 소외된 지역까지 보낼 수 있기 때문에 소형 위성기지의 역할은 대단히 중요하다고 할 수 있다. 소형 위성기지의 LNG는 인수기지에서 탱크로리를 이용하여 배달되고 그 후에 위성기지에서 기화과정을 통하여 각 수요처로 보내어진다. 공기 가열식 기화기는 LNG 인수기지 외의 소형 위성기지 단위에서 최근 많이 개발되고 사용되고 있는 기화기의 종류 중 하나라고 할 수 있다1). 효율적인 공기 가열식 기화기를 개발하기 위하여, 핀이 없는 경우와 핀이 8개이고 핀의 길이가 55 mm인 공기 가열식 기화기를 사용하여 실험을 진행하였고 그리고 나서 두 가지 유형의 기화기를 비교하였다. 실험조건은 기화기의 길이 변화와 여러 가지 주위 조건(온도, 습도, 풍속)을 변화하였다. 실험에 적용된 주위 온도는 각 계절별 온도와 동일한 온도를 적용하였다. 본 실험에서 나타내고자 한 공기가열식 기화기의 주요 특성은 각 계절별 조건에 따른 입구 측과 출구 측의 온도차를 비교하는 것이다. 액화천연가스(LNG)를 가지고 실험을 하는 것은 위험성이 있어 특성이 비슷하면서 안전한 $LN_2$를 사용하여 실험을 진행하여 핀을 가지는 기화기가 핀이 없는 기화기보다는 좋다는 결과를 확인할 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제11권2호
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• pp.5-11
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• 2007

액화천연가스(LNG : Liquified Natural Gas)는 연료로 사용하기 위하여 기화하는 과정을 거치게 되는데 기화하는 방식에는 해수에 의한 기화와 공기에 의한 기화의 두 가지 방식으로 나뉘게 된다. 해수에 의한 기화는 LNG 인수기지에서 대량의 LNG를 NG로 기화하기 위하여 사용하며, 공기에 의한 기화는 LNG 위성기지에서 사용처에 적합한 온도를 얻기 위해서 일반적으로 많이 사용하고 있는 공기식 기화기를 이용하여 기화를 하는 방식을 취하고 있다. LNG가 NG로 기화하는 과정에서 1kg당 200kcal의 냉열을 외부로 방출하고 있으며, 이러한 냉열의 방출로 인하여 공기식 기화기의 표면에 결빙현상을 발생시킨다. 또한 현재 사용하고 있는 기화기는 $2{\sim}3$개의 기화기를 연결하여 사용하고 있어 그 비용의 손실이 크다고 할 수 있다. 그리하여 본 연구는 최근 사용빈도가 증가하고 있는 공기식 기화기에 관한 것으로 작동유체는 실제 LNG와 특성이 비슷한 초저온 액화가스인 $LN_2$를 사용하였다. 이번 연구에 사용된 변수는 다음과 같다. 첫째, 각각의 기화기의 길이를 4000mm, 6000mm, 8000mm으로 하였고 핀의 type을 finless, 4fin, 8fin으로 하여 적용하였다. 두 번째는 봄, 여름, 가을, 겨울철에 따른 기화기의 성능을 알고자 각각의 계절별 온도와 습도를 적용하였다. 마지막으로 계절별 풍속과 실험을 하는 시간 동안의 유량을 알고자 압력을 1 bar로 적용하였다. 그리하여 이번 연구의 목적으로는 각각의 변수를 통하여 실험을 진행 한 후 vaporizer type과 길이에 대한 최적의 성능을 가지는 기화기에 대한 자료를 제시하고자 한다.기성분은 균주에 따른 약간의 차이가 있었으나 경향은 비슷하게 나타났다. 이상의 결과 알코올 발효 균주에 따른 참다래 와인의 이화학적 품질특성에는 큰 차이가 없었으나 고급알코올함량을 비교하였을 때 Sacch. cerevisiae Wine 3이 와인제조에 가장 적합한 것으로 평가되었다.장 낮은 값을 나타내었으며, 홍국의 함유량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다. b값은 CSB가 가장 낮은 값을 나타내었으며, 홍국의 함유량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다. 물성측정 결과 경도와 응집성은 각 시료들 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 탄력성과 부서짐성은 CSB가 가장 낮았으며, 홍국의 함유량이 증가할수록 증가하였다. 점착성은 SDB1이 가장 낮았으며, 홍국의 함유량이 증가할수록 증가하였다. 관능검사 결과 기공의 균일성은 SDB1이 가장 균일한 것으로 나타났으며, 색은 홍국의 함유량이 증가할수록 높게 나타났다. 경도, 탄력성, 단맛 및 신맛 등은 홍국 함유량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 이취는 SDB1이 가장 적게 나는 것으로 나타났으며, 전반적인 기호도는 SDB1이 가장 높았다. 따라서 홍국을 10% 첨가한 sourdough starter를 3일 동안 발효한 후 반죽에 첨가하여 sourdough bread를 제조할 때 품질이 가장 우수한 제품을 얻을 수 있었다.생수와 여러 물질의 혼합용액의 온도가 장에 끼치는 자극에 차이가 있지 않나 추측되며 이에 관한 추후 연구가 요망된다. 총대장통과시간의 단축은 결장 분절 모두에서 줄어들어 나타났으나 좌측결장 통과시간의 감소 및 이로 인한 이 부위의 통과시간 비율의 저하가 가장 주요하였다. 이러한 결과는 차가운 생수 섭취가 주로 결장 근위부를 자극하는 효과를 발휘하는 것이 아닌가

• 에너지공학
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• 제4권3호
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• pp.420-428
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• 1995

현재 사용하고 있는 액화천연가스 기화기는 관내부로 -162$^{\circ}C$의 액화가스가 흐르고, 관외부로 발전소 증기응축기 출구에서 배출된 20~3$0^{\circ}C$의 해수를 흐르도록 하여, 두 유체사이의 온도차로 기화시키는 간접접촉방식 열교환기가 사용되고 있다. 그러나 간접접촉방식 열교환기는 두 유체사이의 큰 온도차로 인한 금속재료의 피로현상과 해수의 염분에 의한 재질의 부식 및 미생물 부착 등의 원인으로 열전달효율이 저하되고 있다. 따라서 본 연구는 관을 중간매체로 하는 간접접촉식 열교환기대신 액화천연가스와 기화용수인 물을 직접접촉시키는 방법으로 이용하여, 위와 같은 문제점들을 근본적으로 해결하려 한다. 본 실험에서는 기화기내의 수위 500 mm와 물의 유량 10 l/min을 일정하게 고정시키고, 액화천연가스의 유량 0.12 ㅣ/min, 0.36 l/min, 0.6 l/min, 기화기내의 압력을 100 kPa, 300 kPa, 500kPa로 변화시키면서 기화기내의 기포, 온도분포, 급팽창현상, 동결현상 및 기화후 수분함유량등의 비등특성을 규명하였다. 실험결과 기화기내의 압력이 증가할수록 기포는 작고 균일한 분포를 이루고, 폭발적인 급팽창현상은 일어나지 않았다. 또한 동결현상은 액화천연가스의 기화를 방지하지 못하였으며, 기화된 천연가스내의 수분함유량 몰%는 압력과 유량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이고 있다.

• 한국가스학회지
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• 제11권1호
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• pp.46-50
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• 2007

LPG저장설비나 용기에서 유입되는 LPG가 기화기로부터 충분한 열을 공급받지 못해 액체 상태로 기화기 출구를 통해 나가게 될 경우를 대비하여 설치한 액 유출 방지장치가 정상적으로 기화기 출구부를 차단하지 못하면 기화기 후단부에 설치한 계량기등이 LPG의 순간적인 부피팽창으로 인하여 고장나거나 파열하게 된다. 따라서 이와 같은 기화기 관련 사고를 분석하기 위하여 새롭게 개발한 투명기화통을 이용하여 기화기의 성능평가 및 액유출 방지장치를 분석하였다. 이로부터 액 유출 방지장치 플로트 밸브의 적절한 비중값과 자연대류만으로 열전달을 수행하는 LPG 기화기에 적합한 온도조절 범위를 결정하였다.

• 에너지공학
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• 제11권1호
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• pp.74-80
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• 2002

본 연구는 불꽃 점화 기관의 실린더내의 연료 액적의 기화과정에 대한 수치 해석이다. 본 연구의 특징은 무차원 임계 액적 수명시간을 정의하여 가솔린엔진의 흡입 및 압축행정동안 연료 액적의 가열 및 기화과정을 모델화한 것이다. 수치해석 결과는 압축행정동안 기체 온도 및 압력의 동시적 증가는 액적의 기화율에 서로 보상적인 영향을 미치려는 경향을 보이고 있다. 즉 실린더 내 환경의 변화는 연료 액적의 기화과정에 민감하지 않다는 것을 보이고 있다. 이 프로그램은 압축행정 말기에 완전히 기화할 수 있는 액적의 크기를 예측할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.22-28
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• 2013

본 논문은 액화 천연 가스(LNG)를 주 연료로 사용하는 선박용의 LNG기화기의 특성을 조사하기 위하여 기화기 내부에서의 열전달 특성을 연구하였다. LNG를 기화하기 위한 가열열원으로서는 주 엔진에서 발생하는 워터 쟈켓의 가온수를 직접 이용하지 않고 열교환기를 통하여 간접 가열된 글리콜 워터(Glycol Water)를 사용하는 시스템을 채택하였다. LNG의 기화 과정은 상변화를 동반하기 때문에 이를 검증하기 위하여 액화질소(LN2)의 기화과정을 통하여 신뢰성을 확보하였고, LNG 기화기 내부의 최적 열적특성을 도출하기 위하여 LNG의 유입량과 가열열원인 글리콜 워터 유량변화에 대한 LNG 기화특성을 연구하였다. 해석 결과 LNG 질량유량이 0.111 kg/s과 가열원수인 부동액 질량유량이 1.805 kg/s일 경우 가스 출구 온도는 약 $6^{\circ}C$로서 LNG 선박의 최적 운전 조건임을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.511-514
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• 2009

현재 일반적으로 사용되는 300cc 소형엔진 기화기의 최적화 및 성능 향상을 위하여 유동해석을 수행하였다. 베르누이의 정리를 기본으로, 성능을 발휘하는 주요 설계인자인 기화기 내부의 벤튜리 튜브의 각도, 길이 등을 변수로 하여 유동해석을 수행하였다. 그 결과를 분석하여 최적화된 모델을 제시하였다. 결론적으로, 유동 해석을 바탕으로 기존 사양 대비 향상된 성능의 모델을 제시하였다. 유동해석을 통해 기화기 내부의 벤튜리관에 곡면(Rounding)처리를 적용함으로 기화기에서 소모되는 흡기저항을 줄여 펌핑로스를 저감활수 있음을 확인하였다. 펌핑로스의 저감은 엔진 연비의 향상과 엔진토크에 긍정적 효과로 작용할 것으로 기대된다. 벤튜리관의 출구 각도를 감소시킴으로 박리를 개선하여 Dead Volume을 줄임으로서 기존 모델에 대비하여 원활해진 유동의 흐름을 얻을 수 있었다. 이는 흡기유량을 증대시키고 엔진출력을 상승시키는 효과로 작용할 것으로 예상된다.

• Composites Research
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• 제32권3호
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• pp.134-140
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• 2019

그래핀 나노플레이트렛(GNP)은 현시점에서 가장 산업화 적용에 가까운 그래핀으로 알려져 있다. 하지만 현재 GNP는 그 우수한 생산량에도 불구하고 응집현상과 물리화학적 불균질성으로 인해 복합재에서의 강화재로 사용되기에는 제한이 존재한다. 본 연구에서는 이러한 GNP의 문제 해결을 위해 산업화 레벨의 대량생산 공정으로 확장 가능한 비공유 기능기화공정을 이용하여 GNP를 기능기화하였다. 본 기능기화 공정은 저렴한 물질로 알려진 멜라민을 사용하여 GNP의 응집현상을 방지하는 동시에 극성 용매내에서의 분산성을 향상시켰다. 뿐만 아니라 기능기화된 GNP의 분산성의 차이를 이용한 염석법 공정을 적용, GNP를 크기 별로 정제하였다. 이처럼 본 연구는 언급한 기능기화와 분리 공정을 기반으로 하여 GNP의 복합소재/부품 산업 응용을 위한 전략을 제시하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.625-631
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• 2014

본 연구에서는 최근 LNG를 사용하는 화력발전소가 증가함에 따라 등장한 LNG-FSRU (Floating Storage Regasification Unit)에서 LNG를 육상에 있는 소비자에게 기체 상태로 전달하기 위해 Topside에 설치된 재기화 시스템의 열원온도 및 기화성능의 변동에 따른 시스템의 특성분석에 관한 연구이다. 시스템 특성분석을 위하여 LNG가 재기화 할 때 필요한 열원으로써 해수를 사용하는 기화방식과 에틸렌글리콜을 사용하는 기화방식으로 나누어 $-157.9^{\circ}C$, 10,400kPa의 LNG를 시간당 200ton 기화시키는 시스템을 구성하였고, 이때 공급되는 해수온도에 따라 필요한 해수의 최소유량 값을 구하였다. 그리고 에틸렌글리콜을 사용하는 기화방식에서는 지역 및 계절 등의 요인으로 인해 해수온도가 낮아질 경우를 대비하여 $174.5^{\circ}C$, 775kPa의 보일러 스팀을 추가열원으로 설치된 시스템을 구성하고, 필요한 스팀의 생성량을 기화성능에 따라 비교분석함으로써 해수온도 변화에 따라 요구되는 보일러 스팀의 양과 기화성능의 변화에 따른 해수 및 에틸렌글리콜 그리고 스팀의 양을 구하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권2호
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• pp.62-68
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• 2001

LP가스 사용시설의 기화기 후단에서의 배관내 이상압력상승 원인을 파악하고 그 대책 방안을 제시하였다. 기화기 후단 배관내 가스의 온도$\cdot$압력$\cdot$조성에 따라 포화증기압 선도를 작성하고 이를 이용하여 배관내 가스의 재액화 조건을 검토하여서 그 적정관리방안을 제시하였다. 국내 제조사별 기화기 액유출방지기구의 성능시험을 실시한 결과 float ball 설계상의 문제점을 확인하였으며 그 개선방안을 제시하였다. 또한 기화기 후단 압력$\cdot$조정기의 압력조정기능 상실의 원인과 대책을 검토하였다.