• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.26-32
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• 2015

이산화탄소 소화설비는 질식소화가 주된 소화작용이므로 제한된 시간 내에 소화약제를 방출하여 방호구역의 산소농도를 기준치 이하로 유지시키는 능력이 확보되어야 한다. 국내에서 이산화탄소 소화설비는 국민안전처 고시에 따라 인증된 설계프로그램을 사용하여 소화설비를 설계하고 있다. 그러나 소화설비가 설치된 방호구역의 기하학적 구조는 성능인증 단계의 모의실험장치와 차이가 있기 때문에 설계프로그램 적용 범위를 벗어난 소화설비 설계가 이루어질 수 있다. 특히, 저압식 이산화탄소 소화설비는 배관 내 유동현상에 따라 소화약제 방출량이 변하므로 소화설비 설치 후에 현장 방출시험을 통하여 성능을 확인할 필요가 있다. 현재까지 국내 외 기술기준에는 방출시험에 대한 방법론이 구체적으로 명시되어 있지 않다. 본 논문에서는 국내외 기술기준을 비교 분석하고, 방출시험 사례분석을 통하여 현장 방출시험 방법론을 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.179.2-179.2
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• 2011

바이오매스 가스화 프로세스 개발에 있어서 가장 기본적인 해결과제는 고발열량의 합성가스 제조, 냉가스 효율의 향상, 타르 발생량 저감 및 제거이다. 가스화 효율 향상에 대한 연구는 국내외 적으로 많이 이루어지고 있으나, 타르 발생량 저감에 대한 연구는 많이 이루어져 있지 않다. 타르는 분자량이 큰 방향적 탄화수소로 응축되면 점성이 높아 배관폐쇄, 정제설비의 압력손실 증가로 인해 운전정지 및 가스화율 저하의 원인이 된다. 가스화로에서 타르 발생량을 저감시키는 방법 중에는 Ni계 촉매를 이용하는 방법이 있으나, 카본 누적에 의한 활성저하, 알칼리금속에 의한 응집 등의 문제가 발생할 수 있다. 한편 철산화물은 합성가스 중의 C2-C3계의 타르를 분해하는데 효과가 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 적벽돌, 염색슬러지 회재 등에는 철산화물이 다량 함유되어 있는 것에 착안하여 폐기물중의 폐금속을 이용한 바이오매스 가스화에 대한 연구를 수행하였다. 점토광물계 폐기물인 적벽돌 파쇄물($SiO_2$ 67.2%, $Al_2O_3$ 19.7%, $Fe_2O_3$ 8.7%, $K_2O$ 2.0%, $TiO_2$ 1.2%, MgO 0.7%)을 전처리 한 후 유동매체로하여 우드펠렛을 가스화한 결과, 가스 생성량이 증가하고, 타르 및 탄화수소류가 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 타르는 후단의 타르 트랩에서 타르가 거의 검출이 되지 않았다. 전처리를 하지 않은 적벽돌 파쇄물은 반응시간이 경과한 후에 가스화율이 증가함에 따라 철화합이 가스화로내에서 환원되어 타르를 분해하는데에는 어느 정도의 반응시간이 필요한 것을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권4호
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• pp.339-345
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• 2008

기름과 가스 수송 라인 및 선박 내에 설비된 유체 기계들에 관련된 파이프 내에 층상류 흐름이 존재할 수 있다. 이 때문에 수평 혹은 작은 경사 파이프 내에 발생할 수 있는 층상류 흐름을 예측하기 위한 많은 이론과 상관식이 제시되었다. 기존 연구들은 각 상의 물성, 점성, 밀도 및 파이프의 기하학적 형상 등이 층상류 흐름에 주는 효과에 관한 것이 대부분이고, 중력의 크기 및 파이프의 큰 경사 기울기에 관한 연구성과는 매우 드문 실정이다. 따라서 본 연구에는 중력크기 및 파이프 경사도 변화가 층상류 발생 조건에 미치는 영향에 대해 이론적 연구가 수행되었다. 또한 본 해석을 통하여 0.17g 및 0.33g 조건에서는 비록 수직상향 흐름일지라도 매우 낮은 액체상의 유량조건에서는 층상류 흐름이 존재할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.731-736
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• 2011

우주발사체 추진기관 공급계에서 공압구동용 솔레노이드밸브는 제어시시템의 명령이 주어지면 구동가스 배관의 통로를 개폐해서 공압제어장치를 작동시킨다. 공압구동용 솔레노이드밸브의 제작에 앞서 설계검증 및 기본적인 작동특성을 분석하기 위해 AMESim 상용코드를 이용하여 해석모델을 수립하였다. 입구압력에 따른 작동시간을 시험결과와 비교하여 모델을 검증하였고 내부유동 해석결과 (FLUENT)를 이용하여 3차원 형상을 고려하여 모델의 정확도를 높였다. 밸브모델을 이용하여 다양한 설계변수에 따른 밸브의 개폐압력, 작동시간을 계산하여 설계인자 검증 및 작동성능을 분석하였다. 설계변수인 컨트롤밸브의 시트 형상, 주 밸브와 배출밸브의 시트 형상, 실링 직경비, 컨트롤 캐비티부피에 대해 밸브의 동특성 해석을 수행하였다. 해석을 통해 밸브 개폐작동시간, 작동성능, 개방압력을 예상하였다. 본 연구 결과는 한국형발사체 공급계 공압구동용 솔레노이드밸브의 설계/해석능력을 확보하고 밸브의 개발과정에서 효율성을 높일 수 있으며 파생형 밸브의 설계 및 선행연구에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2006년도 에너지.가스.기후변화학회 연합춘계학술대회 및 특별심포지움
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• pp.164-169
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• 2006

본 연구는 가정용 가스 보일러의 배기가스 유동특성을 전산유체역학을 이용하여 정밀 분석하고 CO 검지 장치의 최적화 설계를 결정하는 것을 목적으로, CFD 상용코드 FLUENT 6.2를 이용하였다. 배기가스 포집위치에서 가스 유속의 균일성과 CO농도 검출기에서의 속도가 주요 성능 인자이며 포집기의 위치, 포집구멍의 크기 및 배기가스의 유량을 주요 변수로 선택하였다. 포집기의 위치는 배기부의 상부와 하부인 두가지의 경우이고 두 경우의 배관 높이 차이는 10 mm이다. 포집구멍의 직경 변화는 3 mm, 4 mm 및 5 mm인 세가지 경우이다. 마지막 변수인 배기가스의 유입속도는 20,000 kcal/hr용량의 k사 가스 보일러가 공기비 1.1일 경우에 정상 연소시 0.5 m/s임을 알았고 저부하와 고부하일 경우를 고려해서 0.3 m/s, 0.5 m/s 및 0.7 m/s의 세가지 경우를 변수로 결정하여 총 18가지 형태의 대상을 전산유체 역학을 통해서 분석하였다. 궁극적인 목표였던 배기가스의 균일성은 한가지 경우를 제외 하고는 만족할만한 결과를 얻었기 때문에 CO검지 장치가 위치할 곳에서의 속도 및 포집구멍의 크기가 CO농도 검출기 유속의 주요 인자라 할 수 있다. 결론적으로 포집구멍의 크기가 5 mm인 6가지 경우 중에서 두가지 경우는 검지장치의 유효속도를 초과하였고 포집구멍의 크기가 3 mm인 경우는 검지장치의 유입 속도가 상대적으로 작으므로 포집구멍의 크기는 4 mm가 적합한 것으로 판단하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.1-8
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• 2001

본 연구는 한국가스공사에서 운영중인 천연가스 공급관리소의 가스히터를 대상으로 겨울철 히터 가동 중단시, 가스히터 내부의 열전달 매체액 (Bath Water)이 빙점에 도달하는 시간을 계산하여 보수주기에 대한 결정 및 동파 취약 부위에 대한 영향을 판단하기 위해 가스히터의 체적을 고려한 비선형 3차원 전산모사를 수행하였다. 이용된 시뮬레이터는 미국 FLUENT사의 FLUENT V 5.0으로서 열유체 유동해석 범용 Code이다. 본 문제는 열전도에 관한 문제로 에너지 방정식을 푸는 방식으로 진행되지만 가스히터의 체적을 고려한 3차원 계산을 수행하기 위해 현장의 가스히터 형상 및 축적을 거의 유사하게 모델링하였고 표면에서 공기에 의한 대류 (Convection)문제와 단열재 사이의 전달 (Conduction)문제, 히터내부 액체의 자연대류 (Natural Convection) 그리고 배관을 통한 열손실의 문제를 고려한 복합적인 열전달 현상을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권9호
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• pp.789-795
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• 2014

본 연구에서는 개방형 축열시스템에 설치되는 다양한 형상을 가진 디퓨저의 유량 분배 특성을 수치해석 하였다. 작동유체가 분기배관의 양 방향으로 나뉘어져 있는 구멍들을 통하여 균등하게 분배되도록 4가지 형상의 디퓨저를 설계하였다. 상용 해석 프로그램인 ANSYS-FLUENT을 사용하여 비압축성 유체의 3차원 정상 층류 유동으로 시뮬레이션을 수행하였다. 한 방향 또는 양 방향으로 분배되는 디퓨저는 유량이 일정하게 분배되지 않는 반면에 양 방향 헤더 형식과 H형 대칭구조의 디퓨저는 균등한 분배 특성을 보였다. 한편, H형 대칭구조의 디퓨저는 양 방향 헤더 형식 디퓨저보다 높은 펌프 양정을 필요로 하므로 유량분배도 일정하고 펌프 양정도 낮은 양 방향 헤더 형식 디퓨저가 최적임을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.258-264
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• 2010

대형 선박과 발전소 및 화학 공장 등을 구성하는 배관 및 계통은 다양한 구성요소들로 이루어져 있다. 밴드, 티, 급격 확대, 급격축소, 오리피스와 같은 이러한 구성요소들은 시스템 전체의 압력강하를 유발한다. 집중변수모델을 사용하여 구성요소들에 의한 압력손실은 계산할 시에는 압력손실계수인 k-factor가 제공되어야 한다. 일반적으로 많은 공학 분야에서 k-factor의 계산에 Idelchik 모델이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 전산유체역학 해석을 통하여 압력손실계수를 계산하고 그 결과를 Idelchik이 제안한 압력손실계수와 비교하였다. 이는 복잡한 유동영역의 압력손실계수 계산에 전산유체역학 코드의 활용성을 검증하기 위함이다. 해석결과, 레이놀즈 응력 모델이 압력손실계수를 가장 잘 예측하고 있다. 전산유체역학을 통한 압력손실계수 평가는 사용된 난류모델에 영향을 받지만 압력손실계수를 잘 예측하고 있으므로 압력손실 계산에 전산유체역학 코드를 사용하는 것은 타당하다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1675-1680
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• 2010

캐나다형 중수로에서 피더관은 가동 중에 유동 가속 부식에 의해 감육이 발생한다. 피더관에 감육이 발생하면 배관 건전성이 떨어진다. 본 논문은 원형 감육이 발생한 피더관에서의 기기신뢰성 평가를 위한 한계 하중을 연구하였다. 유한요소 해석을 통하여 면내 굽힘 하중과 내압을 받는 경우에 대하여 연구하였다. 재료는 대변형 효과를 고려하고 탄성-완전소성 재료로 가정하였다. 원형 감육이 발생한 피더관에 대하여 내압과 닫힘 방향, 열림 방향 굽힘 하중에 대하여 한계하중해를 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.63-67
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• 2019

본 연구에서는 호스릴옥내소화전의 압력손실 실험을 실시한 후 각 요소의 압력 손실에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 첫째, 호스릴옥내소화전의 호스릴 길이에 따른 압력손실 실험에서, 호스릴의 길이가 길어짐에 따라 압력 손실이 증가하였으며, 이는 25 m 호스를 기준으로 일반 옥내소화전 호스에 비하여 38.86% 만큼 압력손실이 증가하는 것을 알 수 있었다. 둘째, 단위 길이 당 호스릴의 압력손실은 $.13{\sim}.15kgf/cm^2$으로 측정되었다. 셋째, 유량의 변화에 따른 압력손실 실험에서는 일반 배관 유동에서의 유량-압력손실 관계(${\Delta}P{\sim}Q^2$)와 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 이 연구 결과는 호스릴옥내소화전이 사용되는 건축물에 펌프의 양정계산, 호스릴옥내소화전의 성능위주소방설계에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.