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에너지 축열보드 열해석을 위한 컴퓨터 수치해석 (Computer Simulation for the Thermal Analysis of the Energy Storage Board)

  • 강용혁;엄태인;곽희열
    • 에너지공학
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    • 제8권2호
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    • pp.224-232
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    • 1999
  • 캡슐형 잠열재를 이용한 열저장 시스템은 바닥 난방 및 건물 난방에서 매우 효과적인 시스템이다. 이러한 시스템 개발에 필수적인 요소가 열유동 매체가 순환하는 파이프 주변의 캡슐내 온도 분포와 열유동 매체의 유량 등이다. 그러므로 본 연구에서는 3차원 비정상 상태에서 Navier-Stokes 방정식, 난류모델을 비롯한 스칼라 보존 방정식을 적용하여 캡슐 블록의 온도 분포 및 파이프 내의 유동장 해석을 수행하였다. 또한 본 연구와 같이 계산 영역이 특별한 기하학적 현상을 형상(circle+square)인 문제 해결하는데 적용할 수 있는 새로운 격자 생성 기술(MBFGE/CCM)을 개발하였다. 격자계는 파이프에서 원형 격자를 이용하였고, 캡슐 블록에서 사각 격자를 이용하여 다중격자와 미세격자를 결합하여 사용하였다. 본 연구의 목적은 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 미세 캡슐을 이용한 축열보드에 적용하여 2종류의 열경계 상태에 대하여 속도와 온도분포를 계산하여 비교분석을 하는 것이다. 온도는 축열 보드의 한 쪽면은 대류면이고 다른 한쪽면은 단열면인 경우(Case 2)보다 양면 모두 단열인 경우(Case 1)일 때 더 높게 상승하였다. 온수 파이프 중심선인 Y=0 에 가까운 영역에서 Case 1과 Case 2사이에 축열 보드 내에서 온도 차이는 확연하게 나타났다. 향후 수치해석의 정확도를 높이고 축열 보드의 열전달 현상을 보다 정확히 계산하기 위해서는 위치 및 시간에 따른 정밀한 온도 측정값이 필요하고 특히 잠열재인 미세 캡슐이 상변화를 하므로 온도 변화에 따른 물질의 비열(C$_{p}$)과 열전달율(λ)을 고려한 방정식이 요구된다.

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교통량에 따른 배기가스량 산정에 관한 연구 -교차로를 중심으로-

  • 홍창의
    • 대한교통학회:학술대회논문집
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    • 대한교통학회 1996년도 제29회 학술발표회
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    • pp.29-58
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    • 1996
  • 현재 서울은 교통사고문제, 교통혼잡문제와 자동차로부터 배출되는 유해가스에 의한 대기환경오염문제를 갖고 있다. 본 논문의 목적은 대기환경오염을 악화시키는 자동차의 주된 배출오염가스인 일산화탄소, 탄화수소 및 질소화합물량을 교차로 교통량을 중심으로 어떻게 계산하는가에 있다. 연구의 대상지역은 서울시의 송파구 교차로들과 도심지역의 링크들을 선택하였다. 그리고 교통량, 지체시간, 링크길이, 정지회수, 운행속도, 주행속도 등을 고려하여, 제작차 배출가스 허용기준, 총량기준, 불량차 기준, 속도기준 등에 의한 계수산정 및 TRAF-NETSIM에 의한 시뮬레이션을 통하여 일정 도로상의 제한된 범위내의 배출량 산출을 시도하였다. 본 연구의 결과에 의하면 첫째, 어느 방법이든 실제배출량의 정확한 값을 표현 할 수는 없는 것이고, 단지 상대적인 비교에 의하면 배출가스량의 수준을 추정 할 수 있었다. 또한, 시뮬레이션 배출율표를 우리 현실에 맞는 자료에 의해 수정할 수 있다면, 그 결과는 실제량에 보다 근접할 수 있을 것이다. 둘째, 서울도로의 현재 혼잡상태에서 속도의 저감에 배출량이 민감한 반응을 보이고 있다는 사실이다. 셋째, 교통량변화에 따른 배출량의 변화가 일산화탄소에서 가장 심하게 나타남을 알 수 있었고, 신호운영상의 옵셋값이 잘못 설정되면 탄화수소는 35%, 일산화탄소는 40%, 질소산화물은 75%까지 초과발생할 수 있으며, 유해배출가스량을 최소화시키는 측면에서의 신호최적화를 위해서는 현재의 Stop Penalty는 상향 조정되어야 함이 밝혀졌다. 앞으로는 자동차로 인한 대기환경오염 농도의 저감을 위해서는 도로별 자동차 유해가스 배출 총량규제 방안도 고려해 볼 가치가 있으며, 이를 위해 환경공학과 교통공학의 다학제적 공동연구가 지속적으로 필요하며 교통정책에 반영되어야 할 것이다.분석, 리용수 학모형대이십일세기상해항공운량진행예측, 제출발전상해항공운수적전 략목표급발전중점. 예측2020년 상해항공항총객운탄토량4300만인/년, 화운량달120만돈; 2050년객운량장달18150만인차/년, 화운량518만돈. 사, 발전상해민항기출경제정책, 제출위료$\ll$진흥상해, 개발포동, 복무전국, 면향세계$\gg$ 화도이십일세기중기국민경제달도중등발달국가수 평굉관전략목표적실현, 제료필수재지도사상상파교통운수진정방도전략 산업지위, 환응재관리체제상채취과단유효적개혁조시, 재기출경제정책 상급여대력부지. 오, 전략목표, 위파상해건설성위태평양서안최대적경제, 김융, 무역적중심, 요구상해항공항성위화동지구통향세계각지항선망출발참, 구성대외개방선면축심, 실현국제항선적함접화국내항반적전항, 형성다축심복사식항선망; 가강기장건설, 개피포동제이국제기장건설, 괄응포동개발경제발전적수요. 부화개시일은 각 5월 26일과 5월 22일이었다. 11. 6월 중순에 애벌레를 대상으로 처리한 Phenthoate EC가 96.38%의 방제가로 약효가 가장 우수하였고 3월중순 및 4월중순 월동후 암컷을 대상으로 처리한 Machine oil, Phenthoate EC 및 Trichlorfon WP는 비교적 약효가 낮았다.>$^{\circ}$E/$\leq$30$^{\circ}$NW 단열군이 연구지역 내에서 지하수 유동성이 가장 높은 단열군으로 추정된다. 이러한 사실은 3개 시추공을 대상으로 실시한 시추공 내 물리검층과 정압주입시험에서도 확인된다.. It was resulted from increase of weight of single cocoon. "Manta"2.5ppm produced 22.2kg of cocoon. It is equal to 9% increase i

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자성유체 윤활제의 개발 동향

  • 김영규;심우전;김청균
    • Tribology and Lubricants
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    • 제12권1호
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    • pp.1-5
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    • 1996
  • 자성유체는 자연에서 추출한 것이 아니라 자화성(Magnetizability)과 유도성(Flowability)을 동시에 갖도록 합성한 특수액체이다. 자성유체는 1960년대 중반에 미국의 NASA에서 처음 개발된 이후로 윤활, 밀봉, 감쇄, 의료 등의 분야에서 응용연구가 많이 진행되었기 때문에 고도의 정밀도를 요하는 항공, 우주산업, 컴퓨터와 반도체 분야 등에서 실용화가 크게 진전되고 있다. 특수물질일 자성유체는 전기적으로 도체인 10nm 정도의 미세한 자기입자(Magnetic particles)에 코팅을 한 후, 이것을 물, 탄화수소, 플루오르카본, 에스터 등의 매개유체(Carrier Fluids)에 혼합시켜서 콜로이드 상태로 사용하게 된다. 자성유체는 미세한 자기입자들이 매개유체내에서 서로 충돌하면서 반발력을 발생시켜서 상호간에 늘 콜로이드 상태를 유지하고 있으며, 이 특수유체가 자기장의 영향을 받게 되면 점도가 증가하면서 특이한 성질을 갖게 된다. 상대 접촉 운동면에 경계마찰이나 혼합마찰을 하게 되면 윤활상태는 비교적 나쁘다. 이러한 마찰지역에 콜로이드상의 자성유체 윤활제를 공급하면 기존의 윤활제에 비하여 대단히 효과적으로 윤활을 할 수 있게 된다. 그러나 자성유체 윤활제가 마찰부위에 원활하게 공급하기 위해서는 미끄럼 마찰부에서 자기장을 잘 형성시킬 수 있는 도체이어야 하기 때문에 특별한 윤활 시스템 설계가 제시되어야 한다. 자성유체 윤활제는 합성으로 제조된 특수물질로 여러가지 장점을 갖고는 있으나 기존 윤활유와의 적합성, 마찰열, 밀봉압력 등의 조건에서 제한적으로 사용될 수 밖에 없으므로 항공, 우주 산업이나 석유 화학분야와 같이 특수 환경에서만 사용되고, 또한 기존의 광유계 윤활제에 비하여 대단히 고가하는 문제점을 갖고 있다. 그러나 윤활 마찰면의 다양화와 가혹한 사용조건은 자성유체 윤활제의 연구개발 필요성을 크게 증대시키고 있다.xed Effects Model)을 결정하고, 각각에 해당하는 통계모형을 구축하였다. 이 결과 (1) 업종 및 기업규모별로 그룹간에 유의한 특성이 발견되었으며, (2) R&D 및 광고투자는 기업의 시장성과를 설명하는 중요한 변수이나, (3) R&D 투자의 경우는 광고에 비해 불확실성이 존재하는 것으로 나타났고, (4) 수리모형에서 도출된 한계원리가 통계모형에서도 유효한 것으로 드러났다.등을 토대로 한 10대 산업을 육성하기 위하여 과학기술부는 기술수요조사를 바탕으로 49개 주요기술을 도출하여, 과학기술 일류 국가 실현, 국민소득 2만불 달성이라는 국가적 슬로건을 내걸고 “차세대 성장동력” 창출을 위한 범정부차원의 기획과 연구비의 집중투자를 추진하고 있다.달성하기 위해서는 종합류류 전산망의 시급한 구축과 함께 화물차의 적재율을 높이고 공차율을 낮출 수 있는 운송체계의 수립이 필요한 것으로 판단된다. 그라나 이러한 화물전용차선의 효과는 단기적인 치유책일 수밖에 없기 때문에 물류유통 시설의 확충을 위한 사회간접자본의 구축을 서둘러 시행하여야 할 것이다.으로 처리한 Machine oil, Phenthoate EC 및 Trichlorfon WP는 비교적 약효가 낮았다.>$^{\circ}$E/$\leq$30$^{\circ}$NW 단열군이 연구지역 내에서 지하수 유동성이 가장 높은 단열군으로 추정된다. 이러한 사실은 3개 시추공을 대상으로 실시한 시추공 내 물리검층과 정압주입시험에서도 확인된다.. It was resulted from increase of weight of single cocoon. "Manta"2.5ppm produced 22.2kg of cocoon. It is equal to 9% increase in index, as compared to that of control. In case

벽체구성에 따른 목조벽체 내 수분변화에 대한 연구(II) - 외기에 노출된 목조벽체의 수분이동 - (Study on Moisture Variation in Light Frame Wall with Different Wall Assemblies (II) - Moister Transfer of Light Frame Wall in Field Test -)

  • 김세종;여환명;이전제
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제38권1호
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    • pp.56-65
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    • 2010
  • 본 연구는 외기에 노출된 경골목조벽체의 수분축적을 감소시킬 수 있는 벽체 구성을 찾기 위해 수행되었다. 이를 위해 다음 다섯 가지 형태의 벽체 구성을 대상으로 벽체 내 수분이동과 수분축적을 평가하였다; 일반적인 벽체구성(기본벽체 T), 실내 측 방습지 추가(P1), 실내 측과 단열재 구간의 방습지 추가(P2), 환기를 위한 사이딩 뒷면의 공기층 추가(P3), P3벽체에서 실외 측 방습지의 실내 측으로 이동(P4). 옥외 실험가옥에 기본벽체와 제안벽체를 설치하여 외기에 노출된 벽체의 수분이동과 수분축적을 평가하였다. 실험결과 계절에 따라 추가 방습지와 공기층의 개선 정도가 다르게 나타났으나 연간 벽체 내 수분축적 감소에 유리한 벽체 구성은 1) 공기층 추가 및 실내 측으로 방습지 이동(P4), 2) 실내 측 방습지 추가(P1), 3) 기본벽체(T), 4) 공기층 추가(P3), 5) 실내 측 및 단열재 구간 방습지 추가(P2) 순으로 나타났다.

삼랑진 칼데라의 화산작용과 화성과정 (Volcanisms and igneous processes of the Samrangjin caldera, Korea)

  • 황상구;김상욱;이윤종
    • 암석학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.147-160
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    • 1998
  • 삼랑진 칼데라에서는 삼랑진응회암의 강하응회암과 회류응회암, 칼데라후 관입체의 유문암 질암과 각섬석 흑운모 화강암, 광역구조 관입체의 세립질 화강섬록암과 흑운모 화강암 등이 관련된다. 화산작용은 먼저 화도에서 어떤 외부물과 상호작용되는 수증기플리니언 분출상으로 주로 강하회를 퇴적시켰으며 점차 물의 유입이 차단됨으로써 일시적으로 플리니언 분출상으로 전환되어 강하부석을 퇴적시켰다. 이는 다시 회류분출상으로 전환되어 고온의 화성쇄설 물질이 회류로 일시에 쏟아져 정치됨으로써 심하게 용결되었다. 분출초기에는 중앙화구로부터 회류가 발생되었지만 후기에는 환상열극화 구로의 전이가 일어났다. 이 결과로 칼데라 내부에 최고 630m 이상 두께의 회류응회암을 축적하였다. 이 회류분출의 결과로 마그마챔버의 지붕이 함몰되어 삼랑진 칼데라를 형성하게 되었다. 칼데라후 화산작용으로서 중앙회구와 환상단열대를 따라 유대상 유문암이 주입되어 중앙관임체와 환상암맥을 형성하고 다시 환상암맥 내측부에 유문대사이트 반암과 대사이트 반암이 정치되었다. 이후 남서측 환상 단열대를 따라 각섬석 흑운모 화강암이 관입되어 환상관입체의 일원이 되었다. 그리고 칼데라의 북동쪽 어영단층대를 따라 세립질 화강섬록암과 흑운모 화강암이 관입되면서 환상암맥을 절단하였다.

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암반동굴식 지하 LNG 저장 시스템 설계를 위한 기화율의 산정 (Determination of Boil-Off gas Ratio for the Design of Underground LNG Storage System in Rock Cavern)

  • 정소걸;이희석;정우철;박의섭
    • 터널과지하공간
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    • 제17권1호
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    • pp.56-65
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    • 2007
  • 기존의 단열 시스템, 지하동굴 건설기술과 새로운 동결링 방벽기술을 결합하여 암반동굴식 지하 LNG 저장시스템이 개발되었다. 이 저장시스템의 기술적 적합성은 파일럿 동굴 실증시설의 건설과 운영을 통해 검증된 바 있으며, 조만간 실규모 프로젝트가 시작될 예정이다. LNG 저장시스템에서 중요한 사항 중의 하나는 극저온 열전달을 통해 장기간의 운영 기간동안 열손실을 최소화하는 것이다. 이 논문은 지하 LNG 저장 시스템의 설계를 위한 몇 가지 중요한 열전달 해석 결과를 제시하며, 기화율, 단열재 두께와 같은 설계 변수를 결정하기 위해 일련의 실규모 동굴에 대한 열전달 및 열-수리 해석을 실시하였다. 열-수리 연계해석결과 LNG 저장시설의 기화율은 초기 단계에서 0.04 %/day로 떨어져 유지되는 것으로 나타났다. 이 값은 암반내 존재하는 불연속면을 고려할 때 더욱 낮아질 수 있을 것으로 판단된다.

임해지역 주변에서의 해수침투특성 (Hydrogeological Characteristics of Seawater Intrusion in the Coastal Area)

  • 김천수;김경수;배대석;송승호
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.61-72
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    • 1997
  • 임해지역에서의 지하수 이용 및 지하공동 건설시 육지부 대수층으로의 해수침투가 문제될 수 있으며, 지하수질의 저하 또는 지하공동내의 시설부식을 초래할 수 있다. 본 연구는 임해지역의 지하공동시설 주변 지표수와 지하공동내 유입수에 대한 수질 분석과 환경동위원소 분석, 그리고 지하공동과 해안사이에 위치하는 수직수벽공에서의 심도별 수리특성조사와 수리간섭시험 등을 통하여 해수침투 현상을 규명하고, 이를 수리지질학적 관점에서 해석하였다. 육지부가 자유면대수층 조건일 때 이론적인 담수-해수체 경계면과 연구지역에서 확인된 해수침투경로와는 상당한 차이가 있었다. 지하공동으로 침투하는 해수의 주 경로는 해수체와 연결되는 sub-horizontal 단열대인 것으로 해석되었다. 임해지역에서 준평형 상태의 지하수체계에 변화를 초래하는 인위적 행위로 인하여 담수-해수체 경계면에 영향을 미치는 가장 큰 요인은 해수체와 연결되는 투수성 단열대의 분포특성이다.

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멤브레인형 LNG선 화물창 단열시스템의 수면낙하 내충격 응답해석 -I : 검증을 통한 수치해석 기법 개발- (Wet Drop Impact Response Analysis of CCS in Membrane Type LNG Carriers -I : Development of Numerical Simulation Analysis Technique through Validation-)

  • 이상갑;황정오;김화수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제45권6호
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    • pp.726-734
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    • 2008
  • While the structural safety assessment of Cargo Containment System(CCS) in membrane type LNG carriers has to be carried out in consideration of sloshing impact pressure, it is very difficult to figure out its dynamic response behaviors due to its very complex structural arrangements/materials and complicated phenomena of sloshing impact loading. For the development of its original technique, it is necessary to understand the characteristics of dynamic response behavior of CCS structure under sloshing impact pressure. In this study, for the exact understanding of dynamic response behavior of CCS structure in membrane Mark III type LNG carriers under sloshing impact pressure, its wet drop impact response analyses were carried out by using Fluid-Structure Interaction(FSI) analysis technique of LS-DYNA code, and were also validated through a series of wet drop experiments for the enhancement of more accurate shock response analysis technique. It might be thought that the structural response behaviors of impact response analysis, such as impact pressure impulses and resulted strain time histories, generally showed very good agreement with experimental ones with very appropriate use of FSI analysis technique of LS-DYNA code, finite element modeling and material properties of CCS structure, finite element modeling and equation of state(EOS) of fluid domain.

농어촌 주택 표준모델의 냉난방에너지요구량 분석 (Heating and Cooling Energy Demand Analysis of Standard Rural House Models)

  • 이찬규;김우태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권8호
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    • pp.3307-3314
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    • 2012
  • 농어촌 주택 표준모델에 대한 연간 건물에너지요구량을 DesignBuilder를 사용하여 계산하였다. 실내설정온도, 외벽의 열관류율, 창호타입, 환기량을 변화시키며 건물의 설계/운영 변수들이 에너지요구량에 미치는 영향을 분석하였다. 건물의 크기와 상관없이 난방에너지요구량이 냉방에너지요구량보다 더 큰 것으로 나타났다. 단열재 두께를 증가시켜 외벽의 열관류율을 감소시키면 단열효과의 증가로 난방에너지요구량은 감소하지만 냉방에너지요구량이 증가한다. 하지만 외벽의 열관류율 조절을 통한 난방에너지요구량의 절감에는 한계가 있으므로 외부에 직접 노출된 외벽의 면적을 최소화하는 것이 더 효과적인 것으로 판단된다. 계산에 사용된 4가지 창호 중 일반 이중창호가 난방에너지요구량 측면에서 가장 유리한 것으로 나타났다. 침기량은 일정하게 유지하고 단위시간당 환기량을 증가시킨 경우 냉방에너지요구량은 큰 변화가 없었으나 난방에너지요구량이 증가하였다. 실내의 공기질이 만족되는 범위 내에서 환기량을 최소화하는 것이 연간 건물에너지요구량을 줄이는데 유리한 것으로 판단된다.

내부개질형 MCFC용 파일롯 예비개질기 반응 특성 연구 (Study of Pilot Pre-reformer Reaction Characteristic for Internal Reforming MCFC)

  • 최병옥;이상훈;김재식;정진혁
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.86.1-86.1
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    • 2010
  • 예비개질기(Pre-reformer)는 중대형 내부개질형 용융탄산염 연료전지(MCFC) 시스템에서 다양한 연료를 사용하기 위한 필수적인 화학반응기이다. 예비개질기는 스택 전단에 설치함으로서 스택 내부의 열균형을 유지하고, 다양한 원료를 연료로 이용할 수 있도록 하며, 황화물로부터 후단의 개질촉매 및 전극촉매를 보호하여 주개질 반응의 부담을 감소시켜 MCFC 시스템의 내구성 향상의 중요한 역할을 한다. 본 연구는 예비개질 반응기 설계에 CFD 모델링을 적용하기에 앞서 파일롯 반응기 내 농도/ 온도 구배를 측정하고자 하는 목적으로 수행되었다. 반응가스로는 천연가스 내 고차탄화수소(C2 이상) 중 상대적으로 높은 농도를 가진 에탄을 이용하였고, MCFC용 예비개질기의 운전특성을 고려하여 비교적 낮은 온도와 높은 수증기/탄소 비에서 단열반응기로 실험을 진행하였다. 향후 본 실험결과를 이용하여 CFD 모델링에 대한 검증을 수행할 예정이며, 하수처리장부생가스(ADG)/ 매립지 가스(LFG)용 MCFC 시스템을 위한 예비개질기 설계에도 적용을 하고자 한다.

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