• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.190.2-190.2
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• 2016

메탄은 변환을 통해 아세틸렌 및 수소와 같은 에너지 생산에 보다 유용한 기체를 얻을 수 있다. 메탄의 열분해 온도는 약 1,200 K로 알려져 있으며, 그 이상의 고온 환경 및 첨가물을 제공한 경우 효과적인 변환을 기대할 수 있다. 이러한 고온 환경 및 화학반응을 제공할 수 있는 시스템으로 열플라즈마 반응로가 있다. 일반적인 열플라즈마는 아크 방전이나 고주파 유도결합 방전으로 플라즈마 발생기에서 발생시킨 이온화된 열유체로 10,000 K 이상의 초고온과 최대 수천 m/s의 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 효율적인 메탄 변환을 위한 저전력 아크 플라즈마 발생기 및 반응로 내부의 온도 및 속도장을 전산모사하여 열유동 특성을 분석하였다. 아크 플라즈마 토치 영역의 전산해석은 전자기적 현상과 고온 열유동의 유체역학적 현상이 함께 작용하므로 기존에 사용되고 있는 전산유체 역학적인 방법론에 전자기적 현상에 대한 보존 방정식이 결합된 자기유체역학(Magnetohydrodynamic, MHD)방법을 이용하였고, 반응기 내부의 복잡한 열유동은 안정적인 계산이 가능한 상용 전산 유체역학(Computational Fluids Dynamics, CFD) 코드를 MHD 코드를 이용한 전산해석 결과 및 고온 물성치와 결합하여 해석하였다. 전산해석에 사용된 운전 변수로는 방전기체인 아르곤과 수소의 전체 유량을 45 L/min 으로 고정하고 수소의 비율을 0%, 6%, 12.5%, 20%로 하였으며, 각 유량 조건에서 입력 전력을 0.7 ~ 2.5 KW로 변화시켜 전체 15종의 운전조건에 따른 전산해석을 수행하여 각각의 운전변수에 따라 입력전력 기준 오차 1 ~ 28%에 해당하는 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 개발된 전산해석 방법을 이용하여 다양한 조건에서 아크 플라즈마 반응로 내부의 온도 및 속도장에 대한 전산해석 결과를 제시하였고, 효율적인 메탄 변환 공정을 개발하기 위한 아크 플라즈마 반응로의 설계조건 및 운전 조건을 제시할 수 있는 기반을 확보하였다.

• 한국광학회지
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• 제30권3호
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• pp.114-119
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• 2019

본 논문은 원격으로 수소 가스의 계측이 가능한 광 계수 방식의 소형 라만 라이다 시스템 개발에 관한 것이다. 수소 가스에 의한 라만 신호는 매우 미약한 신호로서, 신호 대 잡음비가 매우 낮다. 광 계수기는 광 판별기를 갖고 있어, 레이저에 의하여 발생한 배경 신호의 전기적 잡음을 제거할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 출력이 낮은 레이저와 광 계수기를 이용하여 소형의 라만 라이다 시스템을 개발하였다. 개발된 광 계수 방식의 라만 라이다 시스템의 원격 수소 가스 검출 능력을 증명하기 위하여 수소 가스 농도를 조절할 수 있는 가스 챔버를 이용하여 수소 가스 농도 측정 실험을 수행하였다. 그 결과 10 m 거리에서 최소 0.65 vol.%의 수소 가스 농도 검출이 가능하였다.

• 대한화학회지
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• 제41권8호
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• pp.399-405
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• 1997

수소화합물 발생법-유도결합플라스마 원자방출 분광기로 암석및 퇴적물 시료중에 미량으로 존재하는 게르마늄을 효과적으로 분석하는 방법을 찾는 실험이다. 고체시료를 산분해하여 용액화할 때 게르마늄은 휘발성이 강한 화합물을 형성하지만 $H_3PO_4$가 존재하면 휘발이 억제되므로 $HF-HNO_3-H_3PO_4$의 혼합산을 사용하면 게르마늄의 휘발없이 open digestion system으로 고체 시료의 완전 용해가 가능하다. 또한 이 용액으로 다른 전처리 과정없이 수소화합물 발생법으로 분석이 가능하다. 게르마늄 수소화합물 발생법에서는 보조산으로 5M $H_3PO_4$와 환원제로 1% $NaBH_4$을 사용하여 검출한계를 0.08 ppb까지 얻을 수 있었으며 이 조건에서는 시료중에 과량으로 존재하는 공존원소의 방해도 무시할 수 있었다. 표준시료의 분석값이 보고된 값과 잘 일치하였으며 ICP-MS의 용액시료 도입법으로 측정한 값과도 잘 일치하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.5-8
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• 2006

수소 station에서 수소분리정제를 위한 compact형 PSA 공정 설계를 위하여 활성탄으로 충진된 dual bed의 흡착동특성을 연구하였다. 기존 PSA 공정의 흡착탑이 차지하는 시스템의 공간을 줄이기 위하여 하나의 흡착탑 안에 다른 흡착탑을 넣어 흡착탑이 차지하는 공간을 최소화하고, 흡착탑 간의 열교환을 효과적으로 할 수 있도록 고안하였다. 수소 혼합물에 대한 dual bed에서의 흡착, 탈착 실험 실시하였으며, 시간에 따른 농도와 온도의 변화를 측정하였다. 수소 혼합물로는 $H_2/CO/CH_4/CO_2$ (69:2:3:26vol.%)를 사용하였으며, 흡착유량은 7LPM, 흡착압력은 9atm 조건에서 운전하였다. Inner bed와 outer bed의 수소 농도 파과곡선의 형태에 있어 차이를 보였으며, 이는 각 탑에서 열교환 효과로 인한 내부 온도 차이에 기인하여 발생하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권3호
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• pp.565-573
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• 2000

본 연구의 목적은 우리 나라 하수관거의 생 화학적 부식특성을 실험을 통하여 규명하기 위함이다. 하수관거 부식의 가장 대표적인 관정부식은 생 화학적반응에 의하여 진행되는데, 그 원인물질은 황화수소이다. 우리 나라의 경우 오수발생원에 분뇨정화조와 오수정화시설을 설치하고 있어 간선관거 및 사집관거보다는 상대적으로 지선관거가 부식에 취약한 것으로 나타나고 있으며, 이를 방지하기 위하여는 관거를 정비하여 분뇨를 직투입하므로써 관거의 수명연장이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 우리 나라 하수도 시스템에서의 황화수소 발생속도를 예측하기 위하여, 하수도 시스템의 분뇨정화조를 재현한 혐기성 반응기와 하수관거를 재현한 튜브반응기를 이용하여 실험하였다. 실험결과 황화수소 생성속도는 혐기성 반응기의 경우 $50.4mg-H_2S/g-VSS{\cdot}d$, 혐기성 막반응기의 경우(COD 150~1000 mg/L)는 $2.8{\sim}18.8g-H_2S/m^2{\cdot}d$로 나타났다. 우리 나라 하수관거의 부식양상은 외국과는 다르며 더욱 심각한 것으로 나타났다. 이러한 원인은 오수발생원에 설치된 분뇨정화조와 혐기성 오수정화시설에서 발생되는 고농도의 황화수소가 간선관거보다 상대적으로 앓은 두께를 가지는 지선을 우선적으로 부식시키기 때문이다. 따라서 관거 정비사업의 조기착수와 더불어 내식성재질의 보급 및 하수관거 설계방법의 고도화 등과 같은 부식방지 대책이 시급한 것으로 사료된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.15-18
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• 2008

본 연구에서는 터보펌프 조립체-가스발생기 연계시험 중 개회로 시험에 대한 시동 특성을 분석하였고 수치적으로 해석하였다. 시험에서 터빈의 시동 및 구동은 수소 기체로 수행하였고 그에 따른 가스발생기 점화 및 연소압의 발달을 살펴보았고 해석도 동일한 조건으로 수행하여 결과를 비교하였다. 회전수의 발달 특성은 시험과 잘 일치하는 것을 볼 수 있었고 가스발생기 연소압 발달 특성의 경우 정성적인 기울기가 일치하는 것을 볼 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.347-350
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• 2006

로켓 추진제 등급에 속하는 고농도 과산화수소는 상온에서 저장 가능한 단일추진제로써 최근 환경 문제가 대두되면서 재조명을 받고 있다. 본 연구에서는 과산화수소를 추진제로 사용하고 저/고온부 촉매, 즉 이원 촉매 시스템을 이용하는 가스발생기에 대한 연구를 수행하였다. 저온에서 반응 특성이 우수하고 냉시동이 가능한 $K_2MnO_4$와 고온용 촉매인 $La_{0.8}Sr_{0.2}CoO_3(LSC)$ 촉매를 결합한 결과 기존의 낮은 성능을 가지는 단일 촉매 가스발생기에 비해 매우 높은 효율을 보였다. 이는 로켓 상단의 자세제어, 소형 위성용 추력기, 터보 펌프 구동을 위한 가스발생기 등으로 확장될 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.135-144
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• 2021

본 논문에서는 LNG 추진선박에서 발생하는 BOG(boil-off gas)를 이용하여 수소를 생산하고 수소 연료전지 시스템을 보조엔진으로 적용한 개질공정의 특성에 대한 연구를 수행했다. 연구를 위해 BOG 수증기 개질공정을 UniSim R410 프로그램을 이용해 공정설계하고, 개질기의 출구온도와 압력, SCR(steam carbon ratio)에 따른 생성물의 분율과 반응물의 소모량을 산출하였다. 연구 결과 개질온도가 890℃일때 메탄의 반응률이 100 %였으며, 최대 수소 생산량을 보였다. 또한 개질압력이 낮을수록 반응 활성도가 높았다. 하지만 그 이상의 온도가 되면 역반응의 우세로 인해 수소의 생산량은 감소하게 되고, 물과 이산화탄소의 양은 증가했다. 또한 SCR이 증가할수록 수소 생산량도 증가했으나 요구되는 에너지 소비량도 비례하여 증가했다. SCR이 1.8일 때 수소분율이 가장 높았으나 코킹방지를 위해 SCR이 3에서 운전하는 것이 최적 운전범위임을 확인했다. 그리고 개질압력이 낮을수록 발생되는 이산화탄소의 양은 증가했으며, 냉각 및 액화를 위해서는 이산화탄소 발생량을 기준으로 42.5 %의 LNG 냉열이 요구됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권5호
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• pp.78-84
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• 2007

탄화수소계 연료를 사용하는 재생냉각 로켓엔진 연소기에서는 벽면온도가 올라감에 따라 냉각채널 벽면에 화합물이 침전되는 코킹현상이 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 현상은 냉각 유체에 의한 냉각 성능을 감소시키고 결과적으로 과열에 의한 연소기 손상을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 재생냉각채널을 모사하는 전기가열장치 실험결과를 소개하고 실험결과를 바탕으로 구리합금과 탄화수소계 연료(Jet A-1)와의 적합성에 대해서 검토하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제9권2호
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• pp.9-15
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• 1993

최근 전력공급의 질적인 향상 요청으로 전력 설비의 안정성에 대한 요구가 날로 증대되고 있으며, 특히 변압기의 신뢰성 향상과 사고의 미연방지를 위한 예방 또는 예측진단기술의 중요성이 크게 인식 되고 있는 실정이다. 변압기는 운전중에 각부가 열화등으로 전기, 기계적인 성는이 저하되어 이상이 발생되는 겅우가 있는데, 그 이상을 사전에 검지하여 적절한 조치를 취하지 않으면 중대한 사고를 일으키는 수가 있다. 이러한 사고를 미연에 방지하기 위해서는 이상의 징후를 초기단계에 검출하여 이상의 내용을 정확히 파악하고 대책을 수립할 필요가 있다. 이러한 이상유무를 진단하는 많은 방법들이 실용화 되어 있는데, 변압기와 같은 유입기기의 이상진단 방법중 가장 효과적인 보수관리법으로서 유중가스 분석에 의한 방법을 들 수 있으며, 국내외의 여러 전력회상서 채용하여 사고예방에 크게 기여하고 있는 것으로 조사되어 있다. 따라서 본 란에서는 유중 용존가스 분석에 의한 변압기의 일반적인 내부이상 수소가스에 의한 진단법에 대해서 그 진단기술의 이론적 근거와 진단장치의 구성 등을 중심으로 기술하고자 한다.