• 대한기계학회논문집B
• /
• 제25권12호
• /
• pp.1776-1783
• /
• 2001

Heat recovery from boiler exhaust gas with multi-stage water-fluidized-bed heat exchanger is analyzed in this study. The recovered energy here is not only sensible heat but also latent heat contained in the exhaust gas. In this system direct contact heat transfer occurs while exhaust gas passes through water bed and the thermal energy recovered this way is again delivered to the water circulating through heat exchanging pipes within the bed. Thus the thermal energy of exhaust gas can be recovered as a clean hot water. A computer program developed in this study can predict the heat transfer performance of the system. The results of experiments performed in this study agree well with the calculated ones. The heat and mass transfer coefficients can be fecund through these experiments. The performance increases as the number of stage increases. However at large number of stages the increasing rate becomes very low.

• 기계저널
• /
• 제53권6호
• /
• pp.46-50
• /
• 2013

유동층기술은 물리반응 공정, 화학반응 공정, 에너지 변환공정 등 다양한 산업 분야에 오랫동안 적용되어 왔다. 이 글에서는 여러 산업분야 중 최근 환경 분야에 적용된 유동층 반응기 설계기술, 특히 건식흡수제를 이용한 다단 $CO_2$ 포집공정용 유동층 반응기 설계를 위한 유동층 열교환기 설계 기술에 대해 소개 하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권2호
• /
• pp.219-226
• /
• 2010

스탬핑 프로세서는 고생산성과 낮은 가격으로 인해 자동차 차제나 항공기 부품, 그리고 전자제품 등 다양한 장치에 널리 이용된다. 최근에 에너지 산업과 연관되어 연료전지 분리판, 열교환기 등에 사용되는 주름구조를 가지는 박판의 응용이 급속히 증가되고 있다. 그러나 복잡한 형상 때문에 주름구조물을 한번의 성형으로 만들기가 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 다단성형공정을 이용하여 성형성을 향상시키는 방법을 제안하였다. 1 차 박판성형 후 열처리를 통하여 가공경화 부분을 제거하고 다시 성형하는 방법으로 복잡하고 실용성이 높은 박판구조물 제작이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 제안한 방법을 검증하기 위하여 판형 열교환기에 응용이 가능한 두께 $100{\mu}m$를 가지는 박판주름구조를 제작하고 공정변수를 연구하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제30권3호
• /
• pp.201-208
• /
• 2019

Recently, a fuel reforming plant for supplying high purity hydrogen is being applied to submarines. Since steam reforming is an endothermic reaction, it is necessary to continuously supply heat to the reactor. A fuel reforming plant for a submarine needs a multi-stage burner (MSB) to acquire heat and convert the combustion gas to $CO_2+H_2O$. The MSB has problems that the combustion imbalance occurs during start-up due to the temperature restriction of the combustion gas. This problems can be solved by burning $H_2O$ together with fuel and $O_2$. In this study, the simulation results of MSB were analyzed to determine the optimum flow rate of $H_2O$ supplied to the 6-stage burner. When the flow rate of $H_2O$ was low, combustion was concentrated on the burner#6 in comparison with the burner#1-#5. This combustion concentration improved as the supply amount of $H_2O$ increased. As a results, it was necessary to supply at least 4.9 kmol/h of $H_2O$ (per 1 kmol/h of fuel) to burner#1 in order to maintain the combustion gas temperature of each stage at $750^{\circ}C$ and to convert the final stage burner gas composition to $CO_2+H_2O$.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제38권6호
• /
• pp.609-614
• /
• 2014

화산지형인 제주도의 지열에너지를 사용하기 위하여 지하공기를 측정하였을 때 지중 온도는 $15{\sim}18^{\circ}C$이며, 상대습도는 70~80%로 타 지역에 비하여 매우 높은 경향을 나타내고 있다. 본 연구는 제습기능 및 난방기능을 구비한 다단 제습 가열 열펌프 시스템의 개발에 관한 연구로써, 개발된 열펌프의 성능실험을 수행한 결과 흡입공기의 상태가 최저 $15^{\circ}C$, 60%인 경우 총제습량이 1.797(kg/h)로 나타났으며, 최고 $20^{\circ}C$, 80%인 경우 총제습량이 45% 증가한 3.269(kg/h)로 증가하여 충분한 제습이 이루어짐을 알 수 있다. 또한, 난방능력은 흡입온도 $17^{\circ}C$ 상대습도 70% 일 때 1.91로 가장 높은 효율을 얻을 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권1호
• /
• pp.19-26
• /
• 2010

이온교환막 연료전지는 전세계적인 에너지 고갈 문제와 온실효과에 대한 대응책의 하나이다. 특히, 이온교환막 연료전지는 전기화학반응에 의해 전기를 생산함과 동시에 열을 발생하기 때문에 가정용으로 적용하기에 적당하다. 가정용 연료전지의 열관리 목적은 연료전지가 최적조건에서 운전할 수 있도록 적절히 온도를 제어해 주는 것으로, 본 연구에서는 부하 변화 시 가정용 연료전지 시스템의 응답 특성과 열관리 특성을 알아보기 위한 해석 모델을 개발하였다. 열관리 해석 모델은 연료전지의 온도를 조절하기 위한 펌프와 열교환기로 구성된 1차측, 주택에 온수를 공급하기 위한 탱크와 펌프 계통의 2차 측으로 구성되었다. 부하를 순차적으로 증가시킬 때와 감소시킬 때를 구분하여 열관리 계통의 응답특성 을 확인하였다. 결과적으로 탱크의 초기 승온에 많은 시간이 소요되기 때문에 부하를 다단으로 오랜 시 간 동안 서서히 증가시키면서 시스템 응답 특성을 확인하였다. 또한, 본 연구에서는 가정용 연료전지의 부하 변화시의 열관리 특성을 고려한 운전 전략에 대해서도 조사하였다.

• 공업화학
• /
• 제20권4호
• /
• pp.391-395
• /
• 2009

폐목재의 에너지 전환을 위하여 2톤/일 규모의 고정층 가스화기($0.9m{\times}2.4m$)를 제작하여 실험하였다. 고정층 가스화 설비는 3~5 cm의 목재칩을 이용하였으며 하부에는 회전식 스토커가 설치되어있다. 목재칩 연료 투입은 다단 나이프밸브 방식으로 되어 있으며 관성력 집진설비, 가스냉각용 열교환기, ID Fan 및 Cooling tower 등으로 구성되어져 있다. 가스화기는 $700{\sim}1000^{\circ}C$ 사이에서 조업하였으며 CO: 25~40 vol%, $H_2$: 7~12 vol%, $CH_4$: 2~4 vol%, $CO_2$: 12~24 vol%의 조성을 가지는 합성가스가 생성되었다. 합성가스 발열량은 $1100{\sim}1500kcal/Nm^3$으로 나타나 공업로의 적용이 가능하였다. 또한 합성가스의 가스 엔진을 통한 전력 생산도 가능하여 1~4 kW의 전력을 생산하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.65-72
• /
• 2016

천연가스용으로 개조된 가스엔진에서 방출되는 폐열을 활용하기 위한 유기 랭킨사이클 (Organic Rankine Cycle: ORC) 발전시스템을 설계 및 제작하였다. 이 연구에서는 개조된 가스엔진의 폐열을 실험적으로 분석한 데이터를 바탕으로 구성한 ORC 시스템의 컴포넌트를 설계하고 제작하였다. ORC 시스템에는 2개의 판형 열교환기와 5kW급 팽창기, 다단 펌프가 사용되었으며, 전기 히터를 이용하여 ORC 시스템의 열역학적 성능을 분석하였다. 또한, 실제로 가스엔진과 연동하여 작동 특성을 파악하기 위한 실험을 수행하였다. ORC 시스템에 열량을 공급해주는 2대의 가스엔진을 사용하였다. 열원모사실험 결과, 열원온도 $110^{\circ}C$에서 축동력 5.22kW가 발생, 압력비 7.41, 열효율 9.09%가 계산되어졌으며, 엔진연동실험에서는 고온수 온도 $86^{\circ}C$에서 축동력 2kW가 발생, 이 때의 압력비는 3.75, 열효율 6.45%가 계산되었다.