• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권4호
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• pp.308-320
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• 1989

이 연구는 PWR를 모의한 2루프장치에서 1차냉각재의 재고량 및 비응축성가스가 단상 및 이상 자연순환에 미치는 영향을 실험적으로 조사하고져 한 것이다. 실험장치는 U튜브를 가진 2개의 열교환기로 구성되었다. 일련의 실험을 통하여 다음 사실을 확인하였다. 이상 자연순환의 유량은 1차 냉각재 재고량의 크기에 크게 의존한다. 본 실험에서는 이상 자연순환을 유지하기 위해서는 1차 냉각재 재고량의 수위가 노즐 중심선을 유지해야 함을 알게 되었다. 비응축성 가스의 존재는 단상 자연순환을 정지시킬 수 있으며 그러나 이상 자연순환에는 큰 영향을 주지 않는다.

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.233-238
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• 2018

급속열분해를 통한 바이오-오일 생산 공정은 무산소 조건에서 바이오매스를 급속열분해하여 얻어진 열분해가스를 급속 냉각 시켜 열분해오일을 생산한다. 이에 공정 내부의 산소 농도를 0 ~ 3% 이하로 유지하기 위해 캐리어 가스로 질소를 사용한다. 그러나 공정의 규모가 커질수록 질소의 사용량이 증가하고, 이는 공정 운전비용 증감 및 지속적인 질소 가스 충전을 위한 설비비 증감 할 수밖에 없다. 이에 본 연구에서는 팜 부산물 열분해에서 질소 사용량 감소를 위해 미응축가스 재순환 공정을 적용하여, 가스재순환율에 따른 질소 사용량과 미응축가스의 가연성 성분의 농도 변화를 측정하고 이에 따른 바이오-오일의 품질 수율 변화를 측정하여 가스재순환 공정의 활용 가능성을 연구하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.112-117
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• 2007

With the Euro-4 regulation coming into effect, the domestic car industry is forced to look for newer options to reduce NOX in the exhaust. EGR(Exhaust Gas Recirculation) Cooler is an effective method for the reduction of NOX form a diesel engine. High efficiency, low pressure loss and compactness are desirable features of an EGR Cooler. The cooling performance of EGR depends on the shape of tubes and the location of the entrance and exit. This paper reports the computational work conducted to estimate the performance of EGR cooler with three different cross section tubes and a triangular spiral tube. Three dimensional computation results show that the triangular tube is more effective than circular and rectangular tube. The most effective geometry is a triangular spiral tube with offset inlet and outlet locations.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.25-33
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• 2018

화석 연료의 고갈과 온난화 현상으로 인해 새로운 에너지원에 대한 관심이 급증하고 있다. 그 중에서 바이오가스는 유기성 폐기물 및 바이오매스를 혐기성 소화과정인 가수분해(hydrolysis), 산발효(acidogenesis), 유기산발효(acetogenesis), 메탄발효(methanogenesis)의 단계를 거쳐 발생되기 때문에 친환경적인 에너지자원으로 각광받고 있다. 그러나 바이오가스는 기존의 정제설비로는 제거할 수 없는 높은 미세분진 및 수분 함량으로 인해, 직접연소, 도시가스, 자동차용 연료 등 효율적인 이용을 위해서 정제시스템이 필요하다. 따라서 본 연구는 미세분진과 수분을 동시에 제거할 수 있는 정제과정의 전처리 방법으로써 원심력을 이용하는 냉각공정을 설계하였다. 원심력을 이용하여 분진을 제거하는 Cyclone 내 외부에 열교환기와 ID fan을 구성하여 주입되는 가스를 어는점 이하로 냉각시킴으로써 물안개를 형성시켜 분진입자를 제거하고, 일부 가스를 ID fan을 이용하여 재순환시켜 제거하는 고효율 냉각제어공정을 개발하였다. 수분제거는 유량(25~150L/min) 및 상대습도(60~95%)의 조건에서 시험하였다. 수분제거율은 상대습도 $95{\pm}5%$일 때 평균 80.8%, 입자제거율은 입자크기 $2.5{\mu}m$에서 평균 99.78%의 제거효율을 보였고, 수분과 입자의 동시제거효율은 수분 70.86%, 입자 99.67%의 평균값을 보여주었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.159-164
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• 2009

Cooled EGR system is an effective method for the reduction of $NO_x$ emission and PM emission from a diesel engine. Proper choice of wavy cooling fins and gas tubes is a key factor of cooled EGR system. As a part of solutions for energy crisis and environmental problems, hybrid vehicles mounted with diesel engines are under development globally. This study investigates the cooled EGR systems for hybrid diesel engine with the specifications of both optimized wavy cooling fins and improved shape of structure to verify the heat exchange efficiency, outlet temperature and gas pressure drop of cooler by means of numerical analyses and rig performance tests. The output of this study will be applied to a 2.0L hybrid diesel engine which is being developed for domestic and overseas market.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.89-94
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• 2011

The EGR system is one of important components in diesel engine. The regulation on NOx emission has been tightened up. Therefore, it is a significant issue to develop and commercialize the high efficient EGR cooler system that reduces NOx emission in DI diesel engine. Key performance factor of the EGR cooler system is how to properly design both wavy cooling fins and gas tubes. This paper proposes a high efficient EGR cooler that has been upgraded with both the optimized wavy cooling fins and the improved shape of structure. The evaluation of the heat exchange efficiency, outlet temperature, and gas pressure drop of the EGR cooler is performed with the prototype of the proposed EGR cooler. The result shows a good solution and will be implemented to the model of a clean diesel engine being developed for both domestic and overseas market.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.183-188
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• 2007

Recently, diesel engine has been frequently applied to RV, SUV and light duty truck due to the good fuel economy and high thermal efficiency. $NO_x$ and PM, environmental pollution materials are basically produced in diesel combustion process. The most important target in diesel engine research is the development of system to reduce the emissions of $NO_x$ and PM. Cooled EGR system is an effective method for the reduction of $NO_x$ emission and PM emission from a diesel engine and EGR cooler is the key component of the system. This study investigates the EGR cooler of oval gas tubes compared with the EGR cooler of shell & tubes to verify the heat exchange efficiency of cooler by means of engine dynamometer tests, rig performance tests and numerical analyses.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.44-50
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• 2003

Cooled EGR is an effective method for the reduction of NOx from a diesel engine and an EGR Cooler is the key component of the system. High efficiency, low pressure loss and compactness are required for the EGR Cooler. To meet these requirements, new geometric tube must be developed. In this paper, a full size EGR cooler test bench has been developed to validate the CFD flow and heat transfer models. Fluid temperature and pressure drop measurements are provided. fillet temperature is $200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$, and flow rates vary from 0.008 kg/sec to 0.019 kg/sec. The gas flow and heat transfer in a single tube cooler have been studied using computational fluid dynamics(CFD). Analysis has been carried out in a single tube with a plain tube and six spirally enhanced tubes of varying pitch to depth ratio(p/e).

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.491-497
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• 2011

본 연구에서는 CO, $H_2$가 주성분인 모사합성가스를 이용하여 합성천연가스(SNG, Synthetic Natural Gas) 제조공정을 평가하기 위하여, 3종류의 SNG 합성반응시스템을 제안하였다. 제시된 공정은 다단 단열반응시스템, 재순환이 있는 다단 단열반응시스템 그리고 강제냉각방식의 수냉각반응시스템이다. 3개의 연속된 반응기로 구성된 다단 단열반응시스템에서의 1차반응기에서는 온도가 최대 $800^{\circ}C$까지 상승하였으며, 이로 인한 수성가스전환반응으로 인해 $CO_2$가 다른 시스템에 비해 많이 생성되었으며, SNG 내의 $CH_4$ 농도는 90.1% 정도를 얻었다. 다단 단열반응시스템의 문제점을 해결하기 위해 재순환이 있는 다단 단열반응시스템에서는 반응기의 온도제어를 위해 일부 전환가스를 재순환한 것으로, $CH_4$는 최대 96.3%를 얻었다. 이러한 다수개의 반응기로 구성된 단열반응기의 단점을 해결하여 반응기 개수를 줄일 수 있는 쉘과 튜브 형태의 반응기로 구성된 강제냉각방식의 수냉각시스템에서는 쉘 측으로 냉각수를 공급하여 반응열을 흡수하는 형태로, 공급되는 냉각수의 유량과 압력에 의해 온도를 제어할 수 있다. 이 시스템에서는 최대 $CH_4$는 최대 99.2%를 얻었으며, 1차 반응기인 강제냉각방식의 수냉각반응기 출구에서의 97% 이상의 $CH_4$ 농도를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.101-108
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• 2011

Understanding the exhaust gas recirculation (EGR) cooler fouling in diesel engine is important factor in the durability characteristic of a EGR system. We develope a test rig and PM feeder using carbon black to examine the effect of fouling on EGR cooler devices those were consisted of flat and shell & tube type. The EGR cooler fouling process is a complex interaction involving heat exchanger shape, boundary condition, constitutes, chemistry and operating mode. As the soot deposited to EGR cooler, these formed a thin deposit layer that was less heat exchange than the fresh status of tube enclosing the exhaust gas, resulting in lower heat exchange effectiveness in both type coolers. But these deposits caused different results in pressure drop, it is increased in flat type, but decreased in Shell & tube type of EGR cooler. A cause was estimated from a change of the flow structure and a decrease of contact area as the EGR cooler fouling.