• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.5
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• pp.513-522
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• 2013

In the present work, a numerical study of a horizontal falling film evaporator in a multi-effect distillation (MED) plant is performed. Tube bundles in the evaporator are described as porous media, and a volume-averaged method is applied. To calculate the fluid flow and phase change in the evaporator due to heat transfer in the system, FLUENT and user-defined functions (UDF) are used. To observe the performance of the evaporator under different operational conditions, tests are conducted for a steam mass flux ranging from 0.5 to 2.5 $kg/m^2s$ in the horizontal tube, for mass fraction of the noncondensable gas in the tube inlet ranging from 0% to 1%, and for film Reynolds numbers ranging from 100 to 1,000 for the falling film. The evaporation rate increases with the steam mass flux and Reynolds number. In contrast, the evaporation rate decreases by 0.87% with a 1% increase in the mass fraction of the noncondensable gas in the tube.

• Journal of Energy Engineering
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• v.27 no.4
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• pp.27-35
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• 2018

The passive containment cooling system (PCCS) has been designed to remove the released decay heat during the accident by means of the condensation heat transfer phenomenon to guarantee the safety of the nuclear power plant. The heat removal performance of the PCCS is mainly governed by the condensation heat transfer of the steam-air mixture. In this study, the heat removal performance of the PCCS was evaluated by using the MARS-KS code with a new empirical correlation for steam condensation in the presence of a noncondensable gas. A new empirical correlation implemented into the MARS-KS code was developed as a function of parameters that affect the condensation heat transfer coefficient, such as the pressure, the wall subcooling, the noncondensable gas mass fraction and the aspect ratio of the condenser tube. The empirical correlation was applied to the MARS-KS code to replace the default Colburn-Hougen model. The various thermal-hydraulic parameters during the operation of the PCCS follonwing a large-break loss-of-coolant-accident were analyzed. The transient pressure behavior inside the containment from the MARS-KS with the empirical correlation was compared with calculated with the Colburn-Hougen model.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.3
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• pp.699-706
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• 2018

The permeation properties of plasma polymer membranes were studied for permanent gases such as He, $H_2$, $O_2$, $N_2$, $CH_4$ and condensable vapors such as $CO_2$, $C_2H_4$, $C_3H_8$. The plasma polymers were prepared by the discharge of microwave or radiofrequency(RF) wave. Hexamethyldisiloxane (HMDS) vapor was used as a monomer for plasma polymerization. In HMDS plasma-polymerized membranes prepared under microwave discharge, the permeability coefficient was dependent of the kinetic molecular diameter of the permeate gases. Additionally the membranes showed higher $O_2/N_2$ permselectivity compared to the plasma polymers from radiofrequency discharge. On the contrary, in the HMDS plasma-polymerized membranes prepared under radiofrequency discharge, the permeability coefficient was dependent of the critical temperature of the permeant gases. The membranes showed high selectivities of $C_2H_4$ and $C_3H_8$ over $N_2$. The permeability coefficient of plasma polymerized membranes prepared under microwave discharge was dependent of the molecular diameter of permeant gases because of high crosslinking density of the membrane. However, the crosslinking density of the plasma polymerized membranes prepared under RF discharge was lower because the energy density of RF wave is weaker than that of microwave. Hence, the permeability of RF plasma polymerized membranes became dependent of the critical temperature rather than molecular diameter of the gases.

• Membrane Journal
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• v.20 no.4
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• pp.312-319
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• 2010

Carbon membrane materials have received considerable attention for the gas separation including hydrocarbon mixture of ingredients of the volatile organic compounds(VOCs) because they possess their higher selectivity, permeability, and thermal stability than the polymeric membranes. The use of activated carbon membranes makes it possible to separate continuously the VOCs mixture by the selective adsorption-diffusion mechanism which the condensable components are preferentially adsorbed in to the micropores of the membrane. The activated carbon hollow fiber membranes with uniform adsorptive micropores on the wall of open pores and the surface of the membranes have been fabricated by the carbonization of a thin film of phenolic resin deposited on porous alumina hollow fiber membrane. Oxidation, carbonization, and activation processing variables were controlled under different conditions in order to improve the separation characteristics of the activated carbon membrane. Properties of activated carbon hollow fiber membranes and the characterization of a gas permeation by pyrolysis conditions were studied. As the result, the activated carbon hollow fiber membranes with good separation capabilities by the molecular size mechanism as well as selective adsorption on the pores surface followed by surface diffusion effective in the recovery hydrocarbons have been obtained. Therefore, these activated carbon membranes prepared in this study are shown as promising candidate membrane for separation of VOCs.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.04b
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• pp.276-281
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• 2000

A simulation program using the mass transfer correlation was constructed to analyze 1-D simplified condensing flow across the tube bank. Higher efficiency was anticipated by reducing the flue gas temperature down below the dew point where the water vapor in the flue gas is condensed at the surface of the heat exchanger; that is, the heat transfer by the latent heat is added to that by the sensible heat. Thus, there can be an optimum operating condition to maximize the heat recovery from the flue gas. The temperature rises of the flue gas and the cooling water between the inlet and the outlet of the tube bank were compared with the experimental data reported previously. The predicted results agree well with the experimental data. Using this simulation program, the parametric studies have been conducted fur various operating conditions, such as the velocities and temperatures of the vapor/gas mixture and the cooling water, the number of the rows, and the conductivity of the wall material.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.102.2-102.2
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• 2015

진공 시스템의 기저상태를 지배하는 것은 대부분의 경우 용기 내면에 수십 단원자 층 정도로 흡착되어 있는 물이다. 용기 압력이 10-9 mbar 대가 될 때까지는 잔류기체의 90% 이상이 수분이고 압력을 10분의 1로 떨어뜨리려면 10배의 시간이 더 필요하다는 소위 1/t 법칙은 광범위한 흡착에너지를 가지는 물분자의 표면방출 특성으로 잘 설명되어진다. 용기가열 등 적극적인 표면처리를 하지 않고 전형적인 압력변화 양상은 그대로 유지하면서 절대적인 시간을 줄이는 가장 직접적인 방법은 물 배기속도를 가능한 한 높이는 것이지만 대부분의 고진공 펌프들에서 물배기속도만 더 증가하도록 만드는 것은 쉽지 않다. 크라이오 워터펌프(CWP: cryo-water pump)는 바로 이런 고민을 제대로 해결할 수 있는 유일한 실용적인 방안이라고 말할 수 있다. 다른 기체분자들의 배기는 일단 염두에 두지 않고 물배기만을 열심히 해서 배기시간을 단축하고 도달 진공도를 낮추는 것을 목표로 하는 장치가 CWP이다. CWP는 모든 기체에 반응하는 정통적인 크라이오 펌프에 비해 훨씬 간단하고 저렴하게 만들 수 있으면서도 진공 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있지만 그동안은 물배기의 필요성에 대한 인식이 미흡하고, 또 부수적이고 추가적인 비용이 드는 것으로 생각되어 주목을 받지 못했지만 디스플레이와 반도체 산업을 필두로 물분압을 낮추고 생산수율을 높이는 것에 점점 더 관심이 높아지면서 CWP에 대한 수요도 높아지고 있다. CWP의 물배기는 아주 단순한 응축현상에 의존하므로 물리적으로 이해하고 성능을 예측하는 것이 직관적이지만 사용용도에 따라 물 이외의 기체분자들은 잘 통과시키면서 물배기는 최대화하는 최적설계가 요구되거나 터보분자펌프(TMP)와 같이 이질적인 고진공펌프와 조합하여 사용하는 경우 기체 온도 의존성을 고려해야 하는 등 까다로운 점이 있다. 본 보고에서는 CWP+TMP로 구성된 복합진공배기시스템을 설계하면서 CWP만의 물배기성능과 복합 시스템의 물 및 알곤 배기성능을 예측하고, 두 펌프의 상호관계에 대해 분석하며, 실제 만들어진 복합배기시스템을 사용하여 실험적으로 구한 물 및 알곤 배기속도 측정결과에 대해서도 간단하게 논의하려고 한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.11 no.2
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• pp.590-596
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• 2010

Through this study, we have attempted the thermodynamic analysis on the dimethyl ether (DME) separation process, which can be used for diesel alternative fuel, additive to LPG and natural gas. And we also have completed the simulation of DME separation process using PRO/II with PROVISION. As an appropriate thermodynamic models, we selected NRTL liquid activity coefficient model to describe the non-ideality between methanol and water. To estimate the vapor phase non-idealities, we have chosen the Peng-Robinson equation of state model. And we also use the Henry's law option to predict the solubilities of non-condensible gases like CO, $CO_2$, $H_2$, $CH_2$ and $N_2$ in methanol solvent. Case study showed that optimal solvent to feed molar ratio was 3.40

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.29-29
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• 1998

고체 추진제 연소불안정에 관한 해석은 준-정상 1차원 해석인 QSHOD(Quasi-Steady Homogcneous One-Dimension)에 의하여 단순화된 지배방정식을 이용하여 응축영역을 해석하는 것이 일반적이다. 이때 외부교란에 대한 기체영역과 표면반응 영역의 응답은 화학반응이 발생하지 않는 고체영역의 응답에 비하여 매우 빠르므로 준-정상적인 거동을 한다. 본 연구에서는 복사열전달에 의한 열속(heat flux)이 고체 추진제의 표면에 존재하며 이 중의 일부가 고체영역에서 흡수될 때 표면에서의 선형교란을 고려한 ZN(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 이용하여 연소불안정 현상을 이론적으로 해석하여 연소불안정 현상을 설명할 수 있는 연소 응답함수를 구하였다. 본 연구에서 얻어진 응답함수를 해석함으로써, Zebrowski등$^{(5)}$ 에 의하여 얻어진 복사열 교란에 대한 응답함수가 과소 평가된 응답특성을 나타내고 있음을 알았다. 또한 응답함수의 고유불안정성을 판별하는 민감계수 r과 k의 영역의 해석으로부터 SOn등$^{(6)}$ 에 의하여 밝혀진 안정 경계선의 안정한 영역보다 본 연구에서 구한 안정 경계영역이 줄어드는 경향을 보여주고 있다. 이것은 (6)에서 과소 평가된 복사열전달의 영향을 수정한 결과 때문이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.22-22
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• 1999

교란에 대한 고체 추진제의 연소율의 반등에 대한 이해는 고성능 추진제를 설계하는데 매우 중요한 요소이다. 그 동안의 연구는 고체 추진제의 표면에서 발생하는 교란이 매우 작은 크기로 발생한다는 선형적인 가정을 사용하여 이론적인 응답 함수를 구하였다. 특히 실험실에서 행해지는 교란에 대한 추진제의 응답 함수를 구하기 위하여 이용한 비집촉식 교란 방법을 사용하였다. 이 경우 추진제 표면으로 전달되는 복사열 전달의 크기는 레이저에 의한 복사 일전달과 기체 영의 화염에 의한 열전달을 동시에 고려하여야 한다. 그러나 언급하였던 것처럼 대부분의 이론적 연구는 추진제 표면의 온도 구매가 단열인 것으로 가정하여 진행하였다. 이러한 가정을 기체 영역으로부터 추진제로 전달되는 열전달 량이 작은 점소화초기 등에서 타당한 가정이나, 기체 영역에서 연소가 활발하게 진행되는 경우에는 비합리적인 가정이다. 본 연구에서는. 추진제의 응축 영역에서 분포 화학 반응이 발생하여, 기체 영역에서 화학반응에 의한 연소가 진행되는 경우, 복사 열전달의 교란에 대한 추진제의 응답함수를 수치적으로 계산하였다. 이때 기체 영역에서 발생하는 연소 반응은 De Luca 등에 의하여 제안된 실험적 모델인 $\alpha$ $\beta$ ${\gamma}$ 화염 모델을 사용하였으며, 추진제 표면에서의 열전달 균형에 의한 경계 조건을 사용하였다. 그러나 외부로부터 입사되는 복사광 레이저와 기체 영역의 상호 간섭은 고려하지 않았다. 수치 계산에 의한 응답 함수의 특징은 단열 조건이 사용된 이론적 응답 함수에 비하여 낮은 값을 나타내었으며, 최대치를 보이는 주파수 영역도 이론 함수에 비하여 다른 값을 보여주고 있다.연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.3
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• pp.432-437
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• 1999

Pyrolysis of polyethylene was carried out in the stainless steel reactor of internal volume of $10cm^3$. Pyrolysis reactions were performed at temperature $390{\sim}450^{\circ}C$ and the pyrolysis products were collected separately as reaction products and gas products. The molecular weight distributions(MWDs) of each product were determined by HPLC-GPC and GC analysis. Distribution balance equation for MWDs of random and specific products were proposed to account for initiation-termination and propagation-depropagation, such as hydrogen abstraction, chain cleavage, coupling of polymer and radical. A separate chain-end scission process produces low molecular weight noncondensable gases(C1 through C5) of average molecular weight 38. Activation energies of the random-chain scission and chain-end scission rate parameters, respectively, were determined to be 35, 17 kcal/mole.