• 제목/요약/키워드: 수소 유동

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슬로싱에 놓인 C-Type 액화수소 탱크의 적재율에 따른 BOG 발생량 경향 예측을 위한 다상 유동 CFD 해석 절차 (CFD procedure of Multi-phase flow to predict the trend of Boil-off for the various filling ratio of C-Type liquefied hydrogen tank subject to sloshing motion)

  • 이진호;이성제;황세윤;이장현
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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    • pp.213-213
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    • 2022
  • 본 논문은 슬로싱(Sloshing) 거동에 놓인 극저온 액체수소 화물창의 BOG 예측을 위한 CFD 해석 절차를 다루고 있다. 특히, 적재율(Filling Ratio)에 따라 달라지는 열 유입과 그에 따른 액체수소의 기화 경향을 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 액체수소와 기체수소의 혼재에 의한 다상 열유동(Multiphase-Thermal flow) 특성을 반영하고 유동에 따른 강제 대류 현상을 열유속에 반영하기 위한 CFD 해석을 수행하였다. 다상 유동 모델의 정확성을 검증하기 위하여 슬로싱 실험의 압력 계측 값과 해석의 압력 값 및 자유수면(Free surface) 형상을 비교하였다. 소형 C-Type 독립형 액화수소 탱크를 대상으로 슬로싱 유동과 BOG 발생을 수치적으로 예측하였다. 해석 과정에서 VOF(Volume of fraction) 모델과 Eulerian 모델을 모두 적용하여, 액체수소에 유입되는 열 유속(Heat flux)의 예측 정확성을 비교하였다. 슬로싱 유무에 따라 액체수소에 유입되는 열 유속을 비교하여 슬로싱 유동의 포함 여부에 따른 BOG 발생량의 변화를 제시하였으며, 최종적으로 액체수소의 충전율(Filling ratio) 별로 BOG 발생량의 경향성을 제시하였다.

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삼중수소 측정에 의한 약수터 물의 수질특성 연구 (Determination of Springwater Characteristics by Measurement of Tritium in Water)

  • 김종훈;최용욱;정택균
    • 대한화학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.436-444
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    • 1996
  • 전주근교 약수터 15개 지점에 대하여 그들의 수질특성을 1993년 7월부터 1994년 5월까지 1년 동안에 걸쳐 물속의 삼중수소를 기준으로 삼중수소와 TDS, 삼중수소와 전도도, 삼중수소와 $Cl^-$, 그리고 삼중수소와 총경도의 관계로부터 평가하였다. 이들 약수터 물은 빗물과 유사한 단물, 유동기간이 짧으며 흙층을 통과한 센물, 유동기간이 길고 암반층을 유동한 약한센물, 유동기간이 길고 암반층을 유동한 단물의 특징적 그룹으로 나눌 수 있으며 대부분 빗물과 유사한 물로 해석되었다. Hashimoto의 Mineral Balance Index에 의하면, J-4용천수만 맛있고 건강한 물로 평가되었다.

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유동층 반응기에서 카본블랙 촉매를 이용하는 프로판 분해에 의한 수소 생산 (Hydrogen production by catalytic decomposition of propane over carbon black catalyst in a fluidized bed)

  • 윤용희;이승철;한귀영
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.109-112
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    • 2007
  • 유동층 반응기를 이용한 프로판의 촉매 분해는 $CO_2$를 방출하지 않고 수소를 생성하는 새로운 방식이다. 카본블랙을 이용한 프로판 분해는 메탄보다 상대적으로 분해가 잘되며, 같은 온도에서 전환률이 높기 때문에 수소 생성량이 더 많다. 촉매로 사용된 카본블랙은 반응 중 생성되는 탄소의 침적에도 불구하고 8시간 이상 촉매의 활성이 유지되어 전환율이 일정하게 유지되었다. 프로판 촉매 분해 실험은 상압에서 600 ${\sim}$ $800^{\circ}C$ 온도 변화 실험을 수행하였고, 가스 유속 변화는 2.0 ${\sim}$ $4.0U_mf$에서 실험 조건 변화에 따른 실험을 하였다. 온도, 유속 변화에 따른 생성 가스의 몰분율과 프로판 전환율을 분석하였다. 프로판 분해에 의해 생성된 기체는 수소뿐만 아니라 메탄, 에틸렌, 에탄, 프로필렌과 분해되지 않은 프로판이 배출되었다. 수소를 제외한 여타 가스들은 고온에서 실험을 할수록 몰비가 줄어들었다. 고온에서 프로판의 전환율과 수소 수득률이 증가하였다. 프로판 분해 실험 전후의 카본블랙 표면의 변화는 FE-TEM으로 관측하였다.

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3차원 디지털 스페클 토모그래피를 이용한 수소 유동의 밀도 분포 분석 (Analysis of Density Distribution for Hydrogen Flow Using Three-dimensional Digital Speckle Tomography)

  • 안성수;고한서
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.253-261
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    • 2005
  • 석유 연료 고갈 해결 및 온실 효과 가스 배풀 저감을 위한 방안으로 제시되는 수소는 다양한 에너지 저장체로 사용되어 질 수 있으나 안전성에 대한 연구가 요구되어진다. 따라서, 일반적인 저장 형태인 고압 저장 탱크에서 누출이 되었을 경우 분사되는 수소의 거동에 대한 연구가 이루어져야하며 이를 바탕으로 한 보완책이 제시되어야 한다. 이번 연구에서는 누설 시 확산되는 수소의 밀도를 실제 거동과 유사한 3차원 컴퓨터 영상장으로 합성한 후 ART(algebraic reconstruction technique) 및 MART(multiplicative ART)를 기반으로 한 3차원 디지털 스페클 토모그래피 기법을 개발하여 재건하고 분석하였다.

탄화수소 항공유를 이용한 흡열재생냉각 기술분석 (Analysis of Endothermic Regenerative Cooling Technologies by Using Hydrocarbon Aviation Fuels)

  • 이형주
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.113-126
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    • 2021
  • 극초음속 순항 비행체에 탑재되어 운용 가능한 능동냉각시스템을 개발하기 위해서는 탄화수소 액체연료의 흡열반응을 이용한 재생냉각 기술에 대한 일련의 연구가 선행되어야 하며, 그 중에서도 광범위한 온도/압력 조건에서의 탄화수소 항공유에 대한 열물리적 물성치 획득과 함께 재생냉각시스템용 미세채널 내에서의 초임계 탄화수소의 유동/열전달/흡열분해 특성 등에 대한 연구가 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 최근 전세계적으로 수행되고 있는 효율적인 극초음속 비행체용 재생냉각시스템 개발을 위한 초임계 탄화수소 항공유의 냉각채널 내에서의 물성치/유동/열전달/흡열분해 특성에 관한 다양한 기술 및 그와 관련된 주요 연구 동향을 분석하였다.

초음속 유동장에서 기저 분출 유동의 대와류 난류 모사 (Hybrid RANS/LES simulation of Base-Bleed in Supersonic Flows)

  • 신재렬;원수희;최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.332-335
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 수소 및 탄화수소를 이용한 bluff-body 화염 안정화 및 hyper-mixer와 같은 초음속 연소기 연료 분사기 주변의 유동해석 이다. 대규모 박리영역을 갖는 후방단 형상의 초음속 주변 유동을 해석하기 위한 검증 단계로 다양한 수치기법을 평가해 보았다. 고차 공간 정확도로 확장된 5차 TVD-MUSCL기법, Roe FDS, S-A DES/DDES 조합이 기저유동과 기저유출 유동에 좋은 결과를 보여 주었다.

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유동층반응기에서 Fe 촉매를 이용한 메탄 열분해 (Thermal Decompostion of Methane Using Fe-Catalyst in a Fluidized Bed Reactor)

  • 장현태;이지윤;이옥규;안나영;이미혜
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
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    • pp.344-346
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    • 2007
  • 본 논문은 유동층반응기에서 메탄의 열분해에 의한 수소 생산과 탄소 생성에 대한 연구를 수행하였다. 환경에 대한 영향을 최소화한 상태에서 메탄의 전환반응을 메탄 분해촉매활성에 영향을 미치는 인자에 대하여 연구하였다. 측정된 압력요동특성치의 해석을 통하여 유동층 열분해촉매의 유동화현상을 측정하였으며, 유동화특성에 따른 메탄열분해능을 측정하였다. 메탄의 분해는 생성되는 수소를 이용하였다. 유동층의 이동성, $U-U_{mf}$, 마모, 비산유출 유동화가스의 효율밀도에 따른 영향을 연구하였다.

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분위기 유동을 고려한 PAR 가이드 구조에 관한 연구 (Passive autocatalytic recombiner guide structure considering ambient flow)

  • 류명록;박권하
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제41권4호
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    • pp.302-309
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    • 2017
  • 격납건물에서 수소폭발이 발생된다면 다중방어벽을 훼손하고 다량의 방사능 물질을 방출시킬 수 있기 때문에 노심용융과 함께 발생되는 수소를 효과적으로 제어하고 제거해야 하지만 사고 원인의 다양성과 수소분포, 거동의 불규칙성 때문에 폭발 저감을 위한 대책마련이 쉽지 않다. 본 논문에서는 가장 넓게 사용되는 수소저감 기술인 피동촉매형수소재결합기(PAR)의 수소저감 효율을 높이기 위해 외부 유동을 고려한 가이드 구조에 관하여 연구하였다. 2단 촉매 PAR 내부형상을 기본으로 하여 PAR 외부에 가이드를 부착하였을 때 유체의 거동과 수소저감효율에 대해서 해석을 수행하였다. 유동이 아래에서 위로 올라가는 경우 가이드 높이 150mm, 촉매와 가이드 직접 부착, 가이드 각도가 $60^{\circ}$인 구조가 최적으로 판단되며 유동이 옆에서 불어오는 경우 촉매와 가이드 거리 100mm인 구조가 최적으로 판단되고, 유동이 위에서 아래로 내려오는 경우 직접부착, 높이 50mm 가이드 구조가 최적으로 판단된다.

남부지방 서식식물의 유용물질 탐색 I. 지질 및 탄화수소 (Investigation of Useful Substances for Plants Distributed in Southern Region of Korea I. Lipids and Hydrocarbons)

  • 현규환
    • 한국자원식물학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.324-333
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    • 1997
  • 남부지방에 서식하는 식물체 중에서 꽃기린, 민들레, 박주가리, 후박나무, 팔손이나무, 달맞이꽃, 동백나무 그리고 유동나무를 대상으로 지질 및 탄화수소를 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 지질함량이 높은 식물체는 유동나무와 동백나무이었으며, 유동나무의 경우 중성지질 함량은 $52.9\sim66.0g/100g$, 인지질 함량은 $0.57{\sim}1.37g/100g$이었고, 동백나무의 경우, 중성지질 함량은 $59.1\sim62.3g/100g$, 인지질 함량은 $0.72\sim1.44g/100g$이었다. 2. 실험대상 식물체 모두에서 지질을 구성하는 지방산의 종류를 분석한 결과, palmitic acid, oleic acid 그리고 linoleic acid의 함량이 높게 나타났다. 3. 탄화수소의 함량은 실험대상 식물체 중 팔손이 나무에서 3.02mg/g으로 가장 높게 나타났다. 4. 실험대상 전식물체에서 주로 함유되어 있는 탄화수소는 탄소수 16 이사으이 것이었다.

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분사구 형상에 따른 초음속 유동장 내 수직 연료 분사 특성 (Characteristics of the Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using Various Injector Geometries)

  • 김세환;이복직;정인석;이형진
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.53-64
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    • 2018
  • 본 논문에서는 초음속 유동장 내 연료 수직 분사 조건에서 분사구의 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 동일한 분사구 출구 면적과 유량 조건에 대해 수소와 공기에 대한 비반응 유동장 전산 해석을 수행하였다. 해석 결과의 검증을 위하여 자유류 마하수 3.38, 제트-자유류 운동량 플럭스비 1.4 인 평판 분사 시험을 모의하였다. 5개의 서로 다른 형상을 갖는 분사구를 이용하여 형태에 따른 박리 구간, 분사 제트의 구조의 차이를 살펴보고 분사구 후류에서 수소의 침투 높이와 수소-공기의 혼합에 따른 가연 면적에 변화를 확인함으로써 분사구 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 정량적으로 비교하였다.