• 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.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권3호
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• pp.70-75
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• 2024

본 연구에서는 단열재 두께에 따른 소형발사체 공통격벽 추진제 탱크의 단열 성능을 분석하였다. 단일 파트로 이루어진 공통격벽 추진제 탱크는 탱크 연결부가 불필요하여 추진제 탱크의 경량화 설계가 가능하다. 그러나 산화제와 연료의 온도차로 인한 열전달에 의하여 추진제의 손실과 점화 지연 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 산화제 탱크와 연료 탱크를 구분하는 공통격벽 구조의 단열 성능 확인이 필수적이다. 본 연구에서는 기화 질량(boil- off mass)을 이용한 단열 성능 분석을 위하여 단열재 두께가 50, 55, 60, 65, 70 mm인 추진제 탱크에 대해 과도 열전달 해석을 수행하였다. 이어서 추진제 탱크의 1단 비행시간 동안 발생하는 산화제의 기화 질량을 도출하였다. 그 결과, 단열재 두께가 증가할수록 기화 질량이 감소하여 단열 성능이 향상되었다.

• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.178-185
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• 2002

본 연구의 목적은 조기 연료 기화장치가 승용차의 냉간 주행성능에 미치는 영향을 조사하여 평가하는 것이다. 이를 위해 실험은 냉 시동성과 냉간 주행성능으로 나누어 실시하여 연료소비율과 유해 배출 가스량을 측정하고, 실린더내의 연소압력을 근거로 열 발생율, 적산 열 발생량, 질량연소율을 구하였다. 결과는 다음과 같다. 조기연료 기화장치의 장착은 냉 시동 초기부터 난기 완료까지의 연료소비량을 17.7%향상, 냉 시동 초기의 일산화탄소의 배출량은 23%, 탄화수소 배출량은 45% 저감 되고, 또한 냉간 주행시의 엔진의 연소 최고압력, 도시 평균 유효압력의 변동을 4∼6% 개선시키고, 단위 출력당 연료 소비율이 0.2∼2.3% 절감된다. 이것은 조기연료기화장치에 의한 연소실내 최대 열 발생 지연기간 및 주 연소기간이 짧아지기 때문이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권3호
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• pp.232-241
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• 2011

하이브리드 로켓은 난류 산화제 유동과 고체 추진제의 기화로 인한 분사 유동 사이의 상호 작용에 의해 복잡한 형태의 혼합 전단층이 존재한다는 특별한 성질을 가지고 있다. 본 논문에서는 유동 간섭에 의해 표면에서 발생하는 진동 유동의 물리적 특성을 연구하기 위하여 압축성 효과를 고려한 질량분사가 있는 덕트 유동의 LES(Large Eddy Simulation) 해석을 수행하였다. 계산 결과에 따르면, 기화 질량이 분출됨에 따라 주유동방향 와류의 특성이 강해지고 국부적으로 발생하는 역류 현상을 근거로 벽면 근방에서 원주방향 와류가 생성됨을 확인하였다. 그리고 시간 특성을 갖고 나타나는 와류 흘림 현상은 혼합 전단층에 기인한 유동 불안정성에 의해 촉진되었으며, 분출유동에 의해 발달한 고유 진동 유동을 의미하는 압력 섭동의 특정 진동수가 $\omega$=8.8에서 검출됨을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.80-86
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• 2019

국내에서는 2012년부터 2018년 까지 총 556건의 화학사고가 발생하였다. 화학사고 중 두 가지 이상의 화학물질 이상반응에 의해 발생하는 사고는 그 원인물질을 파악하는데 많은 시간이 필요하여 효과적인 사고대응과 수습을 위해서 신속한 분석이 필요하다. 본 논문은 이상반응에 의해 발생한 화학사고의 원인물질 파악을 위해 양자전이 비행시간 질량분석기를 사용하였다. 이 분석기는 시료채취와 전처리 없이 빠른 응답시간을 가져 실시간 분석이 가능하며 또한 수소친화도가 높은 대부분의 휘발성유기화합물질의 정량·정성 분석이 가능하여 이상반응에 의해 발생되는 화학사고의 원인 물질을 조사하는데 적합하다. 실제로 201◯년 ◯월에 ◯◯ 지역 화학사고 발생 시 양자전이 비행시간 질량분석기를 이용하여 측정한 결과 메탄올과 톨루엔 등이 검출되는 것을 알았으며 이상반응에 의해 발생된 황 계열 화합물이 사고 주변의 강한 악취의 원인임을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.2005-2010
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• 2011

최근 배기 규제가 자동차 엔진에 국한되지 않고 노외용 소형엔진 부분에서도 세계적으로 강화됨에 따라, 배기규제에 대응하기 위하여 기존 노외용 소형엔진의 기화기 방식에서 벗어나 전자연료 분무방식으로의 전환이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 400cc 가솔린 엔진용 인젝터의 연료공급 특성을 실험적으로 분석하였으며, 이를 토대로 소형엔진에 적합한 인젝터를 선정하였다. 분무질량분포 측정장치를 통하여 3홀 및 6홀인젝터의 분무질량분포 특성을 분석하였다. 가시화 실험 장치를 통하여 각 인젝터의 분무각, 분무도달거리 및 분무폭을 분석하였다. 분무질량분포 실험 및 분무 가시화 실험을 통하여 분무특성이 우수하고 안정적인 분무를 형성하는 6홀 인젝터를 소형엔진용으로 선정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.745-751
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• 2012

하이브리드 로켓은 축 방향의 산화제 유동과 고체 연료의 기화로 인한 벽면 분출 유동사이의 상호 간섭에 의해 복잡한 형태의 혼합 전단층이 존재한다. 연소실 입구에 링이 설치되어 있고 질량분사가 있는 실린더 유동에 대하여 압축성 효과를 고려한 LES(Large Eddy Simulation) 기법을 적용하여 수치계산을 수행하였다. 최근의 실험에 의하면 연료 중간에 링과 같은 다이아프램이 설치된 경우, 연소율의 증가가 관찰되었다. 계산 결과에 따르면, 축방향 유동과 벽면 분출 유동이 상호 간섭하여 발생하는 벽면 와류가 국부적인 연료 표면으로의 열전달을 증가시켜 실험에서 관찰되는 딤플이 생성되는 것을 확인하였다. 또한 연소실 입구에 설치된 링에 의하여 발생되는 와류는 벽면 와류가 보다 활발하게 생성되고 열전달과 혼합을 향상시키는 역할을 하며 이 때문에 연소율이 증가되는 것으로 보인다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권9호
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• pp.1736-1743
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• 1992

본 연구에서는 기화기부착 4행정 4기통 전기점화기관을 사용하여 흡기관내 액 막흐름에 의한 연료의 불균일화가 기관의 연소특성과 배기특성에 미치는 영향을 규명 하는데 궁극적인 목적을 두고 우선, 연소특성을 해석하기 위하여 비교적 고가인 연소 해석 시스템을 개발하는데 1차적인 목적으로 하였으며, 시험제작한 연소해석 시스템으 로 액막흐름의 가시화 및 배기가스 농도측정과 지압선도 해석을 행하여 구조적으로 대 칭인 1번과 4번 실린더의 연소특성과 배기특성을 비교 검토하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.84-90
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• 2018

화학사고는 폭발, 누출 유출, 화재 등 다양한 형태로 발생한다. 특히 화재로 인한 화학사고는 매연으로 인해 주변 대기환경에 심각한 영향을 주며 주민의 불안을 야기하여 신속한 원인 물질 파악과 주변 지역 대기질 영향조사가 중요하다. 본 논문에서는 화재 시 원인물질을 파악하고 대기질을 실시간 모니터링 하기 위해 양자전이 비행시간 질량분석기를 사용하였다. 이 분석기는 시료채취와 전처리 없이 빠른 응답시간을 가져 실시간 분석이 가능하며 또한 수소친화도가 높은 대부분의 휘발성유기화합물질의 정량 정성 분석이 가능하여 화재 원인 물질을 밝히고 주변 대기의 영향을 조사하는데 적합하다. 실제로 2018년 4월에 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 지역 화재 발생 시 양자전이비행시간질량분석기를 이용하여 측정한 결과 메탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤이 주요 원인 물질임을 알 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권3호
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• pp.144-157
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• 2022

비활성기체는 화학적, 생물학적 반응을 하지 않는 보존적인 특성을 가지고 있어 해양에서 수온과 염분 변화, 기체 주입, 해수의 혼합과 빙하 융해수의 분포와 같은 물리적인 변화의 추적자로 활용되고 있다. Ne, Ar과 Kr을 정밀하게 분석하기 위해 사중극자 질량 분석기, 고진공 전처리 라인, 초저온 냉각 트랩과 동위원소 표준기체로 구성된 분석 시스템을 제작했다. 고진공 라인은 시료의 용존 기체를 추출하여 동위원소 표준기체와 혼합하는 시료추출부, 합금 물질을 이용하여 반응성 기체를 제거하고 초저온 냉각 트랩으로 비활성기체를 기화점에 따라 분별 증류하는 기체 준비부, 비활성기체를 원소별로 측정하는 기체 측정부로 구성하였다. 기체준비부에 결합한 초저온 냉각 트랩은 질량분석기 내 Ar와 CO₂의 부분압을 현저히 낮추어 Ne 동위원소 분석의 오차를 감소시켰다. 동위원소 표준기체는 ²²Ne, ³⁶Ar과 ⁸⁶Kr를 혼합하여 제작하였고, 혼합 표준 기체의 원소별 양은 대기를 반복 측정하여 역동위원소 희석법으로 결정했다. 대기 평형수 반복 분석의 상대 오차는 Ne, Ar과 Kr에 대해 각각 0.7%, 0.7%, 0.4%이었다. 반복 측정한 대기 평형수의 농도와 포화 농도의 차이로 확인한 분석시스템의 정확도는 Ne, Ar, Kr에 대해 각각 0.5%, 1.0%, 1.7%이었다.