• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.19-19
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• 1998

최근 화학, 연소, 동력, 제철 등의 각종 플랜트에서 조업압력이 고압화되어 가고 있으며, 이에 수반하여 배관계를 통하는 고압가스 유동에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 배관계를 통하는 고압가스의 유동에 있어서 유량의 적절한 제어, 유동에 의하여 야기되는 배관계의 소음·진동, 그리고 배기가스의 적절한 처리법 등은 공학적으로 매우 중요한 문제로 알려져 왔다. 일반적으로 정상운전을 하는 플랜트에서 고압 배기가스의 문제는 배기가스 Expander에 의하여 에너지를 회수하는 방법이 생각될 수 있으나, 실제 공업현장에서는 배기가스를 안전하고, 또 소음·진동을 발생시키지 않도록 적절하게 처리하는 것이 매우 중요한 기술적 과제로 남아 있다. 일반적으로 배기가스의 압력이 임계압력(critical pressure) 이상으로 되는 경우(실제 대부분의 플랜트에서 배기가스의 압력은 임계압력보다 매우 높다), 배관계 내부에서 충격파(shock-wave)가 발생하여 난류와동 혹은 난류경계층과 간섭하게 됨으로써 강력한 공기역학적 소음이나 진동을 발생시키게 된다. 이와 같은 소음·진동에 대한 대책으로는 현재 가스배출부에 감압밸브를 직렬로 설치하거나, 유로에 다공판(porous plates)들을 삽입하여 감압과정을 공간적으로 분산시킴으로써, 충격파가 발생하지 않도록 하는 방법을 주로 채택하고 있다. 그러나 이러한 방법을 적용하는 경우 배기가스 유동에 대한 유량의 제어기능이 저하되는 문제가 발생한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.148-148
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• 2013

스퍼터 이온펌프(Sputter Ion Pump)는 주로 화학흡착으로 동작하며 기계적 진동이 없고, 기름 등의 오염 물질을 배출하지 않으며, 수명이 길어 초고청정 진공이 요구되는 표면실험장치, 표면분석계, 입자가속기 등에서 널리 사용 되고 있다. 일정한 지름을 갖는 다수의 원통 양극과 그 양단에 두개의 음극판을 배치시킨 후, 양극과 음극 사이에 수 kV의 전압을 걸고 원통의 축방향으로 자장을 인가하면 페닝 방전이 발생한다. 냉음극에서 방출된 전자는 양극으로 비행하면서 가스를 이온화한다. 이온분자는 가스흡수성 게터재료로 된 음극에 충돌하여 스퍼터링을 일으키며 게터막를 주변에 증착시킨다. 이온 및 중성 가스는 게터 고체막 속에 주입 포획되는 형태로 배기된다. 스퍼터 이온펌프는 $10^{-5}$ Pa 부근에서 최대 배기속도를 가지며, 압력이 낮아질 수록, 특히 $10^{-10}$ Pa영역 이하에서는 그 배기속도가 급격히 저하되며, $10^{-10}$ Pa영역에서는 배기능력을 거의 상실한다. 따라서 스퍼터 이온펌프 단독으로 진공시스템을 배기할 때 도달압력은 $10^{-9}$ Pa 영역에 머무르게 되며, $10^{-10}$ Pa 이하의 극고진공을 얻기 위해서는, $10^{-8}$ Pa 이하의 압력에서 배기 속도가 압력과 무관한 흡착펌프(getter pump)와 이온펌프를 조합하여 사용한다. 본 실험에서는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 진공로에서 탈개스시킨 진공용기를 배기속도 450, 60, 30, 20, 5, 3 l/s의 6종류의 이온펌프와 배기속도 400 l/s, 100 l/s의 non-evaporable getter (NEG) 펌프를 조합시켜 배기하여 그 배기 특성을 비교하였다. 도달 압력은 이온펌프의 배기속도가 클수록 낮아지는 경향을 보여주었다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하여 배기시킬 때 도달 압력은 ~$2{\times}10^{-10}$ Pa을 기록하여 가장 낮았으며, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하였을 때는 $ 2{\sim}3{\times}10^{-8}$ Pa을 기록하였다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합한 경우 잔류가스의 대부분이 수소였으나, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG의 조합한 경우에는 메탄의 잔류량이 수소 보다 많았다. 이 결과는 메탄을 배기하지 못하는 NEG의 배기 특성을 보완하기 위해서는 일정 배기속도 이상의 이온 펌프가 필요함을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.141.1-141.1
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• 2014

오일 증기의 제트를 분사하여 잔류가스를 배기하는 오일확산펌프는, 구조가 간단하여 고장이 적고 저렴하며 소음 및 전기노이즈가 적게 발생하는 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 오일의 증기압에 의해 그 도달압력이 10-9 Torr 이상으로 제한되어, 액체질소로 냉각되는 배플형태의 저온 트랩을 사용하지 않는 한 10-10 Torr영역의 초고진공 배기용으로는 사용하지 못하는 것으로 알려져 있다. 유회전펌프로 뒷받침 배기(foreline pumping)하는 700l/s의 배기속도를 가진 오일확산펌프에 300 liter/sec의 컨덕턴스를 가진 액체질소 트랩을 부착하여 메탈 실링을 사용하는 초고진공 챔버를 배기하였다. 액체질소트랩에 액체질소를 투입하면 $1{\times}10-8Pa$이하의 초고진공이 얻어졌으나, 액체질소가 증발하여 트랩의 온도가 상온으로 상승하면 압력도 $1{\times}10-7Pa$ 이상으로 상승하였다. 50 liter/sec의 배기속도를 가진 터보분자펌프로 오일확산펌프를 뒷받침 배기하면 액체질소를 투입하지 않은 상태에서 $5{\times}10-9Pa$이하의 초고진공이 얻어졌으며, 액체질소를 투입하여도 압력은 거의 변화하지 않았다. 잔류가스분석장치로 얻은 잔류가스 성분 스펙트럼은 수소가 잔류가스의 대부분을 차지하는 것을 보여주었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.1
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• pp.15-22
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• 2014

Multiple devices have been installed to reduce exhaust emissions and to increase thermal efficiency. Those devices reduce the exhaust pipe opening area and increase the exhaust gas pressure. The pressure increase disturbs a gas flow and has a bad effect on the engine performance. However there is some study that NOx can be reduced with exhaust gas pressure increase. In this study an engine performance is tested with various opening ratios. The result shows that the fuel consumption rate is reduced in case of little amount of the pressure increase, and NOx is reduced with the pressure increase, while the concentration of the toxic exhaust gases are increased in the case of high back-pressure.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.2
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• pp.15-20
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• 2018

The objective of this study is to numerically investigate the thermal characteristics of an automobile exhaust-based heat exchanger for automotive thermoelectric power generation with various exhaust gas mass flow rates and temperatures. The heat exchanger for automotive thermoelectric power generation has a square-type pin installed inside, so the maximum amount of heat can be transferred to the thermoelectric element from the heat energy coming from the automobile exhaust gas. The exhaust gas mass flow rate changed from 0.01, to 0.02, to 0.03 kg/s, and the exhaust gas temperature changed from 400, to 450, to 500, to 550, to $600^{\circ}C$, respectively. A numerical simulation was conducted by using the commercial program ANSYS CFX v17.0. Consequently, the exhaust gas pressure difference between the inlet and the outlet of the heat exchanger is determined according to the flow rate of the exhaust gas. When the mass flow rate of the exhaust gas increased, the pressure difference between the inlet and the outlet of the heat exchanger increased, but the exhaust gas pressure difference between the inlet of the heat exchanger and the outlet did not vary with the exhaust gas temperature. Therefore, in order to obtain the maximum surface temperature from the heat exchanger, the exhaust gas mass flow rate should be lower, and the exhaust gas temperature should be higher.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.25 no.2
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• pp.189-195
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• 2020

In this study, the inlet duct and guide vane of the gas floating absorption tower were redesigned to improve the desulfurization efficiency so that the exhaust gas can be uniformly introduced into the absorption tower. In order to reduce the sulfur oxide pollutants among the main sources of air pollutants in industrial boilers, the existing equipment is redesigned and solved. For this purpose, change the exhaust gas, the slurry and recycling the adsorbent to improve the removal efficiency of SOx component in the exhaust gas inside the gas floating absorption tower so as to uniformly contact. And the initial design value and CFD value for the pressure loss from the boiler outlet to the gas floating absorption tower outlet are verified. Also, the velocity distribution of the exhaust gas, the concentration distribution of the recycled adsorbent, the liquid slurry behavior, and the pressure loss were compared. The results confirmed that the desulfurization efficiency was improved because the pressure loss from the boiler outlet to the absorption tower outlet was reduced and the deflection of the exhaust gas was minimized.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.18 no.2
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• pp.21-27
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• 2014

A MILD(Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustion, which is effective in the reduction of NOx, is considerably affected by the recirculation flow rate of hot exhaust gas to the combustion furnace. The present study used a coanda nozzle for the exhaust gas recirculation in a MILD combustor. A numerical analysis was accomplished to elucidate the effect of exhaust gas entrainment toward the furnace with or without a coaxial contractor. The result of the present CFD analysis showed that the entrainment mass flow rate without a coaxial contractor had 18% larger than that with a coaxial contractor when the mixed gas outlet pressure was ambient pressure. On the other hand, if the outlet pressure increased, the mass flow rate with a contractor was larger than that without a contractor. It could be analysed by the entrainment driving force composed with the nozzle throat pressure, inlet and outlet pressures and flow cross sectional area.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.2
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• pp.103-108
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• 2012

A MILD (Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustor decreases NOx formation effectively during the combustion process and NOx formation is affected significantly by the exhaust gas entrainment rate toward fuel and air. The present study focused on the new MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the new MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. The connection pipe is set between the outer side and the inner side tubes and coaxial air nozzle is inserted at the center of the connection pipe. A numerical analysis is accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of air nozzle exit velocity, nozzle diameter, nozzle exit position and exhaust gas side pressure. The entrainment rate is proportional to the square root of air nozzle exit velocity and negatively proportional to the pressure difference between the exhaust gas side and furnace side pressures. The effect of air nozzle exit position is not considerable on the exhaust gas entrainment.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.32 no.3
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• pp.310-315
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• 1996

엔진 배기가스의 동력과 유량이 배기행정의 직전 단계에서 관찰되었다. 배기가스 양을 적당히 조정함으로써 터보 과급의 입구 압력을 증가시킬 수 있었으며 엔진의 흡기, 소기 및 배기과정에서 가스질량과 엔진의 동력, 그리고 터보과급 효과도 감소하였다. 터보 과급장치를 기하학적으로 적절화시킴으로써 싸이클의 동기화 및 동력의 효율이 고려된 열교환 과정의 효율 기준도 제기되었으며 디젤엔진의 연소싸이클을 재수정하는 과정과 터빈의 동역학적 특성도 제시되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.52-52
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• 2000

저진공 펌프 제작시 ISO, AVS 등의 국제규격에 ？춤은 필수이고, 도달진공도, 압력구간별·가스별 배기속도, 소음, 기름증기 역류, 압축비 등이 이에 해당된다. 큰 체적의 시험용기가 구비되어 있지 않은 경우에는 배기감압법 대신 일정유량 Q를 흘려 시험용기내에 일정압력 P를 유지시키면서 배기속도를 S=Q/P식으로 구하는 일정압력법을 사용한다. 이 실험은 800~2000 l/min급 유회전 펌프와 드라이 펌프로 압력별 배기속도를 측정, 분석하여 평가방법을 수립하였다. 또 국가 유량 표준기인 sonic nozzle을 reference로 하여, 기존의 유량측정 장비와의 오차를 비교하였다. 온도 상승도를 측정, 압력과의 상관관계를 비교하였고, 오차가 적은 CDG(1, 10, 100torr)를 사용하여, 압력측정의 정확도를 높였다. 비교적 outgassing이 적은 SUS 재질의 chamber를 썼고, 유량조절 장치로 미세누출밸브를 사용하였다.