• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.53-56
• /
• 2005

하이브리드 로켓은 기존의 고체, 액체 로켓에 비하여 많은 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 선회류 하이브리드 로켓을 설계 및 제작하여 regression rate의 증진 방안을 모색하고자 하였다. 산화제 선회강도의 변화에 따라 연소실 압력을 측정하여 추력을 계산하였으며, 연소과정의 가시화를 통해 근사적 regression rate를 측정하였다. 또한 하이브리드 로켓 시험 중 발생할 수 있는 문제점과 해결 방안도 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
• /
• pp.311-317
• /
• 2005

하이브리드 로켓은 기존의 고체, 액체 로켓에 비하여 많은 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 선회류 하이브리드 로켓을 설계 및 제작하여 regression rate의 증진 방안을 모색하고자 하였다. 산화제 선회강도의 변화에 따라 연소실 압력을 측정하여 추력을 계산하였으며, 연소과정의 가시화를 통해 근사적 regression rate를 측정하였다. 또한 하이브리드 로켓 시험 중 발생할 수 있는 문제점과 해결 방안도 제시하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
• /
• pp.426-430
• /
• 2012

본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법으로 SDR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 유동 분포 및 체류 시간등을 확인하고 혼합 특성 개선을 위한 방법에 대해 연구하였다. 본 연구 대상 SDR 반응기는 입구 덕트와 반응기 본체의 접속 구간에 가이드 베인(Guide vane)이 설치되어 있고 그 바로 하부 지점에 흡수제를 분무하는 노즐이 설치되어 있다. 이는 처리가스가 반응기로 유입될 때 가이드 베인에 의해 선회류를 형성하여 분무된 흡수제와의 혼합을 촉진시키기 위한 목적으로 설치하였다. 시간당 1,971$m^3/min$ at $260^{\circ}C$의 처리가스가 반응기 상부로 유입되어 가이드 베인을 거쳐 선회류를 형성한 후흡수제와 혼합되어 하부로 배출되는 구조이다. 유동 특성을 분석한 결과, 처리가스가 반응기 중앙으로 강하게 편중되고 있었으며 반응기 양 측면으로 부상 기류가 형성되고 있음을 확인할 수 있다. 또한 강한 편류에 의해 체류시간도 매우 짧은 것으로 판단되는 바, 가이드 베인의 기류 안내 각도가 적합하지 못함을 확인할 수 있었다. 이는 곧 혼합 특성 저하에 따른 미반응 액적의 다량 발생과 함께 고착에 의한 스케일 형성 가능성이 매우 클 것으로 예상되므로 혼합 특성을 개선할 수 있는 설계 변경이 필요할 것으로 판단되었다. 따라서 편류를 해소하고 노즐 근처에서의 체공시간을 확보할 수 있도록 가이드 베인의 안내 각도를 더 크게 변경한 결과, 기존 설계상에서 본체 중앙에 형성되는 편류가 해소되고 선회류의 전개 각도가 커지면서 체류시간 역시 약 5초 이상으로 유지되고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 가이드 베인의 각도만 변경하더라도 본체 형상의 추가적인 변경없이 유동의 혼합 특성을 개선시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.3336-3344
• /
• 2014

본 연구의 목적은 소규모 응집침전모듈의 개발 및 lab-scale 테스트를 통한 실증이다. 최근 하수처리율이 높아짐에 따라 비점오염원 관리에 대한 관심이 높아지고 있어 소규모 처리장치 개발의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구의 응집침전모듈은 응집공정 이후 외부 영역에서 선회류를 통한 플럭(floc)의 추가 성장 및 미세 플럭 수의 감소, 내부 침전 영역에서 수직 수평류 복합침전방식을 통한 침전효율 증대로 효과적인 고액분리가 가능토록 하였다. 응집침전모듈은 수직 수평류 복합침전 방식을 통해 재래식침전조에 비해 같은 체적에서 침전면적 및 표면부하율을 4.4배 증가시킬 수 있었다. 본 연구에서 외부 및 내부 침전 영역에서의 선회류 형성 유지와 내부 침전영역에서의 균등한 유량분배를 본 공정의 중요한 설계인자로 선정하였고, 이의 도출을 위해 유체유동해석 모델인 FLUENT를 이용하였다. 선회류 유동경향 모사를 통해 유입속도, 외부조의 규격, 하부콘호퍼 깊이 등을 결정하였고 속도분포 및 유량분배 해석을 통해 유출공 직경과 개수, 유출홀 직경 등 내부 침전영역의 세부 규격을 도출하였다. $60{\ell}/hr$규모의 파일럿 테스트 결과 20분의 체류시간 동안(표면부하율은 $37.3m^3/m^2$일)탁도 300~800 NTU의 폐수를 고분자응집제 주입 없이 10 NTU 이하로 처리할 수 있었으며, 유체유동해석 모델을 활용한 설계인자 도출의 가능성을 확인하였다.

• 기계저널
• /
• 제23권6호
• /
• pp.427-433
• /
• 1983

내연기관의 성능은 실린더에서 연료의 화학에너지가 열에너지로 얼마만큼 빠르고 완전하게 변화하느냐에 좌우된다. 이를 위해서는 실린더 내에서 뜨거운 압축공기와 연료의 혼합 및 증기화가 요구된다. 엔진의 출력은 매 사이클당 흡입.압축할 수 있는 공기량에 좌우되므로 연소의 해석을 위해서는 실린더 내의 공기유동, 연료의 분무 및 연소과정을 이해 해야한다. 배기와 엔진효율의 요구성때문에 희박 혼합기 또는 EGR (exhaust gas recirculation)이 필요하게 된다. 그러나 희석이 크면 낮은 연소온도, 낮은 층류흐름속도와 화염전면의 낮은 난류강도 때문에 연소기간이 증대하게 된다. 실제로 희박의 증가는 실화 또는 긴 연소 지연기간, 사이클 마다의 연소맥동현상, HC배기의 증가등을 초래하게 된다. 이러한 저온연소의 단점들은 연소상태를 안정시키고 연소량을 증대시키는 공기의 유동을 이용해서 해결 될 수 있다. 최근에는 선회류와 난류의 강도를 증가시켜서 빠른연소(fast burning)를 이루고 있다. 선회류와 난류의 강도를 증대시키는 가장 중요한 2가지 방법은 흡입포트(port), 매니홀드(manifold)설계이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
• /
• pp.197-197
• /
• 2017

본 연구에서는 입자성 오염물질을 다량 함유하고 있는 초기강우 유출수를 처리하기 위한 수처리 시설로 고속복합응집장치를 개발하였다. 고속응집복합장치의 요소기술은 마이크로 버블, 급속교반장치(인라인믹서), 전기촉매를 이용한 부상촉진장치, 볼텍스 흐름 등으로 구성되며, 기술 원리는 응집제에 의해 오염물질을 응결, 응집, 부상시켜 스컴을 제거하는 일반 응집 원리와 유사하다. 본 기술의 특징은 교반, 혼화조, 응집제를 1개의 조에 컴팩트하게 구성하여 체류시간을 10분 이내로 단축하였고, 볼텍스(voltex) 흐름을 이용한 선회류와 루버홀 형태의 스크린을 적용하여 응집효과를 극대화하였으며, 플럭에 의한 막힘이 없이 스크리닝이 이루어질 수 있도록 하였다. 또한, 부상촉진장치(전기유도)를 이용해 응집 플럭의 부상효과를 상승시켰고, 감속기와 일체화된 내통스크린이 선회류와 반대 방향으로 회전하면서 볼텍스 흐름의 가속효과에 의한 스크린 폐색 방지 및 응집부상 효율을 향상시킬 수 있도록 설계하였다. 부상슬러지는 별도의 플럭 제거 설비 없이 스크린 내통 회전에 이용되는 감속기에 부착된 스컴 제거기에 의해 동시 제거가 가능하며, 응집부상 처리수는 장치 가장 바깥 외곽에 충진된 필터층에서 최종 여과되어 방류되도록 구성함으로서 모든 처리공정이 단일 장치 내에서 이루어지도록 구성하였다. 본 고속복합응집장치는 전체 규격 ￠ $1000{\times}2,000mmH$의 시제품이 제작되어 현재 시흥소재 매화저수지에서 성능평가를 실시하고 있다.

• 청정기술
• /
• 제26권3호
• /
• pp.211-220
• /
• 2020

본 연구는 80 kW급 단일버너 연소로에서 석탄 연소시 초저 NOx 버너 설계인자를 평가하기 위한 실험적 연구이다. 버너 설계 인자인 선회강도, 총 과잉 공기비, 버너 영역 과잉공기비, 1차/2차 산화제 비율, OFA 비율을 변경하여 총 81개 조건을 대상으로 실험을 수행 하였다. 실험 결과, 선회류가 약하면 연소로 출구에서 CO가 증가하고 연소로 내부 온도가 감소하는 것으로 나타났다. 그러나, 선회류가 강하면 NOx가 증가하기 때문에 적절한 선회류 강도를 결정하는 것은 NOx를 줄이는 데 중요한 요소이다. 1차/2차 산화제의 비율 또한 중요한 요소이며, 생성 된 NOx의 양은 산화제의 비율에 따라 달라진다. 2차 산화제의 비율이 증가하면 연소 초기에 NOx 방출량이 증가하고, 측정 된 배출구 NOx가 증가하게 된다. 그러나, 2차 산화제 비율이 감소하면 화염이 길어지고 CO가 증가한다. 본 연구에 사용 된 연소 시스템은 적절한 조건이 만족 될 때 O₂ 6%를 기준으로 최소 NOx가 82 ppm 생성되는 것으로 확인 되었다. 본 실험에서 대상으로 한 버너는 연소용 공기를 석탄을 이송하는 1차공기 외에 2차공기로 하나의 산화제 유동만 사용하는 방식으로서 추후 3차 및 4차공기로 분할하여 화염형태 및 반응을 세밀하게 제어할 경우 추가적인 NOx 감소가 가능할 것으로 예상된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제59권2호
• /
• pp.276-280
• /
• 2021

왕복 요동 교반조의 액체 표면에서의 산소 전달 속도에 대해 연구하였다. 왕복 요동 교반조의 소요 동력은 선회요동 교반조와는 달리 요동 주파수에 비례하지 않았으며, 교반조 내의 유동양상이 선회요동의 선회류와는 다른 좌우 물결류인 관계로 어떤 진동수에서 갑자기 액면이 크게 흔들리며 움직이는 양상을 보이며. 3 s-1 이상의 요동 주파수부터는 소요 동력이 선회요동 교반조보다 적어지는 등 요동 주파수가 소요 동력에 미치는 영향은 매우 복잡하였지만, 생성되는 회전류의 범위에서의 왕복 요동 교반조 소요 동력은 회전 요동 교반조에 대해 보고된 식으로 상관시킬 수 있었다. 왕복요동 교반조에서의 kLa (물질이동 용량계수) 역시 교반 소요 동력이 단순한 형태로 소비되지 않았기 때문에 주파수의 증가에 따라 선형으로 증가하는 선회요동 교반조의 kLa와는 달리 복잡한 형태로 증가하였다. 왕복요동 교반의 kLa가 선회요동 교반의 kLa 보다 컸으며, kLa 값이 커질수록 그 차이도 급격히 커졌다. 결과적으로 왕복 요동에서의 산소 전달 속도는 회전 요동보다 컸으며, 단위 부피당 소요 동력과 상관시킬 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제18권4호
• /
• pp.94-101
• /
• 1994

실험 데이터는 급확대비 3:1 팽창의 시험관에서의 실험결과를 나타내고 있으며, 실험에 이용된 동작유체로써는 공기가 사용되었다. 입구관에서 레이놀즈수는 60,000으로부터 120,000까지 변하게 하였고, 스월강도는 0으로부터 16까지 변화되게 하였다. 균일한 열 플럭스 경계조건이 사용되었는데, 그 결과 관벽온도 및 체적온도는 24$^{\circ}C$로부터 71$^{\circ}C$까지에 걸쳐 나타났다. 플롯상에 국소 Nusselt수는 최대 열전달점에서 정점을 이루는 모습을 보여 주고 있다. 스월강도가 0으로부터 최대값으로 증가 되었을때, 최고 Nusselt수의 위치는 시험관에서 4로부터 1스텝 하이트로 변경되는 것이 조사되었다. 이러한 최대 Nusselt수의 상류부 이동은 완전 발달된 유동에서의 값보다 2.2배에서 8.8배나 많은 그의 크기를 증가시킨다고 할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권7호
• /
• pp.31-41
• /
• 2016

본 연구에서는 발전소 응축기를 모사할 수 있는 프로그램을 개발하고 발전소 응축기에 전열 촉진관 적용시 얻을 수 있는 여러 효과에 대하여 검토하였다. 평활관을 촉진관으로 교체한다면, 전열량의 증가에 따른 수증기 응축 온도가 내려가게 되므로 발전소의 효율이 증가하게 된다. 따라서 촉진관을 사용하면 기존 설비를 그대로 두고서도 상당량의 전력 여유도를 확보할 수 있다. 고려된 전열 촉진관은 외경 22.2 mm 티타늄 재질의 코류게이트 관, 리브 조도 낮은 핀관, 삼차원 조도 낮은 핀관이다. 내측 조도의 경우 최적 조도 높이가 존재하였다. 또한 삼차원 조도 낮은 핀관이 다른 두 형상보다 우수하게 나타났다. 삼차원 조도의 경우 원주 방향으로 인접한 딤플 사이에서 흐름 방향으로 선회류가 유발되고 이 선회류에 의하여 열전달이 촉진되기 때문이다. 600 MW 발전소 응축기에 전열 촉진관을 적용하면 0.5 MW~1.3 MW 가량의 추가 전력을 생산할 수 있다. 또한 냉각수 온도가 올라가면 추가 전력도 증가한다. 실제로 발전소 응축기에 적용하기 위해서는 열 성능 외에도 화울링, 부식, 기계적 특성 등이 고려되어야 한다.