• 제목/요약/키워드: 수소 펌프

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초단열 열파동의 전파현상을 활용하는 수소저장합금 열변환 시스템의 성능예측을 위한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on a Prediction of Performance of the Metal Hydride Thermal Conversion System through the Propagation Phenomena of Superadiabatic Thermal Waves)

  • 김규정;김관영;채재우
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권4호
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    • pp.572-582
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    • 2001
  • A method of metal-hydride thermal conversion that is an alternative to the traditional method is proposed and investigated. The unit heat pump consists of reactors of two different metal-hydrides are distributed inside parallel channels filled with porous media. The channels are blown through with a heat-transfer agent. Thermal conversion develops as a set of successive heat waves. By a numerical-modeling method it is shown that the maximum thermal effect is attained in synchronous motion of the heat wave and the heat source (or sink) that accompanies the phase transition in the succession of unit metal-hydride pumps. The results are presented in a form convenient for prediction of the thermal and energy efficiency of the proposed thermal-conversion method in real devices.

Plasma Facing Material 흡착기체의 정량적 분석을 위한 Thermal Desorption Analyzer (TDA) 개념 설계

  • 김희수;온연길;이석관;최민식;노승정;권진중;박준규;이철의
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.513-513
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    • 2012
  • 핵 융합로의 대면재질(Plasma Facing Material; PFM)은 고온의 플라즈마와 고 에너지의 이온들에 지속적으로 노출 된다. 특히 PFM은 흡착되는 기체 등에 의한 부식과 변형이 발생할 수 있다. 현재 핵 융합로 내부의 PFM으로 고려되고 있는 재질 중 하나인 고순도 탄소타일의 경우 고온의 수소동위원소 플라즈마에 직접적으로 노출되므로 이에 의한 탄소타일에 흡착되는 수소 등의 기체에 대한 정량적인 분석방법이 필요하다. 본 연구는 고순도 탄소타일 등과 같은 플라즈마 대면재료에 흡착되어 있는 물질의 정량적 분석이 가능한 TDA (Thermal Desorption Analyzer)의 개념 설계에 관한 것이다. TDA는 고온 가열($800^{\circ}C$ 이상) 및 시료 장착부 및 초고진공(~10-9 torr) 및 측정부의 두 부분으로 구성 하였다. TDA 설계시 고온 가열 및 시료 장착부는 시료 내부에 흡착되어 있는 기체의 효과적 탈착을 위한 가열 및 시료의 모양에 영향을 받지 않는 장착방법, 시료 장착부의 outgassing rate를 최소화 하는 재질 선정 등을 고려하였으며, 초고진공(~10-9 torr) 및 측정부는 초고진공 유지방법, 터보펌프 배기속도 실측을 위한 구조, 진공측정 ion 게이지, 잔류가스분석기(Residual Gas Analyzer)의 최적위치 설정 등을 고려하여 설계하였다. 개념 설계된 TDA에 대하여 발표하고자 한다.

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Taguchi Method 을 이용한 DME 고압 연료 펌프에 대한 고성능 수치 해석 (A Numerical Analysis for High Performance on DME High Pressure Fuel Pump Using Taguchi Method)

  • 베르니케 페브리아나 사모서;조원준;임옥택
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.636-641
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    • 2021
  • Using numerical analysis, various factors influencing the performance development of high-pressure pumps for Dimethyl Ether (DME) engines were identified and the impact of each factor was evaluated using Taguchi method. DME fuels are more compressive than diesel fuels and have the lower heat generation, so it is necessary to increase the size of the plunger and speed (RPM) of the pump as well. In addition, it is necessary to change the shape and design of control valve to control the discharge flow and pressure. In this study, various variables affecting the performance and flow rate increase of high-pressure pumps for DME engines are planned using Taguchi method, and the best design method is proposed using correlation of the most important variables. As a result, we were able to provide the design value needed for a six-liter engine and provide optimal conditions. The best combination factors to optimize the flow rate at RPM 2,000 and diameter plunger with 20 mm. The regression equation can also be used to optimize the flow rate; -8, 13+0, 2552 RPM +54, 17 diam. Plunger.

연료전지 스택 폐열 활용 전동식 히트펌프 시스템 난방 성능 특성 연구 (Experimental study on heating performance characteristics of electric heat pump system using stack coolant in a fuel cell electric vehicle)

  • 이호성;김정일;원헌주;이무연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.924-930
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 수소연료전지 자동차의 난방부하 대응을 위한 스택 냉각수를 활용하여서, 전동식 히트펌프 시스템에 대한 난방성능 특성을 다양한 운전조건 변화에 대해서 고찰하는 것이다. 냉각수와 냉매(R-134a)와의 열교환을 위해서 판형열교환기를 적용하였고, 전동식 히트펌프 시스템에 적용되는 실내열교환기 입구의 공기온도와 압축기 회전수를 변화시키면서 난방 성능 특성을 분석하였다. 실내열교환기 입구 공기 온도 변화에 대해서 난방 성능은 거의 동일한 결과를 보이고 있는데, 이는 입출구 온도차와 공기 측 밀도의 변화가 균형을 이루었기 때문으로 판단된다. 반면, 히트펌프 시스템 효율(COP)의 경우, 난방 성능은 온도변화에 따라 동일하였지만, 유량 변화로 인하여서, 압축기 소모동력이 감소하였기 때문에, 실내열 교환기 입구 온도가 감소함에 따라서, 시스템 효율은 증가하는 경향을 보이고 있다. 추가적으로, EEV개도가 45%정도까지 열리는 구간에서는, 압축기 소모전력 감소하였기 때문에, 시스템 효율이 증가하였고, 그 이후에는 동일한 시스템 효율을 유지하는 것을 알 수 있었다. 압축기 회전수 변화 시에는 난방성능이 증가하면, 시스템 효율은 감소하는 경향을 보여주고 있다. 이러한 원인은 압축기 회전수 증가에 따른 유량의 증가로 판단된다. 향후, 열원으로 사용하는 냉각수에 대한 운전조건을 변화시켜가면서, 난방성능 특성을 분석하여, 전동식 히트펌프의 난방부하 대응을 위한 제어 방안을 연구하고자 한다.

탄화수소계 냉매를 이용한 수냉식 히트점프의 성능특성에 관한 연구 (Study on Performance Characteristic of Water-Cooled Type Beat Pump Using Hydrocarbon Refrigerants)

  • 전철호;이호생;김재돌;윤정인
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제29권8호
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    • pp.870-876
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    • 2005
  • This study of the performance characteristics of natural refrigerants such as R-290 (propane), R-6OOa (iso-butane) and R-1270 (propylene) has investigated to compare with conventional HCFC's refrigerant R-22 for water-cooled heat pump system. The experimental apparatus has basic parts of cycle that uses the water as a heat source. The Performance of the water-cooled system using hydrocarbon refrigerants had been getting better than R-22 from start-up to the similar evaporating temperature after stabilizing system. Through the above it is possible that hydrocarbon refrigerants could be drop-in alternatives for R-22.

에탄올 탈수를 위한 투과증발 공정 모사 (Pervaporation process simulation for ethanol dehydration)

  • 이규현;유제강;장재화;안승호
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.38-39
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    • 1995
  • 최근 자동차 대체 연료로 가솔린에 10% 무수에탄올이 혼합된 Gasohol 사용에 관한 관심이 고조되고 있으며, 이는 Gasohol이 자동차 배기 가스중의 일산화탄소 및 탄화수소 함유량을 감소시켜 대기 오염을 줄일 수 있기 때문이다. Gasohol에 사용되는 무수에탄올의 농도는 99.5% 이상이어야 하며, 이러한 고순도의 에탄올을 제조하기 위해서는 물과 에탄올의 공비 혼합물(95.6% 에탄올)로부터 공비증류, 분자체 흡착, 투과증발과 같은 분리 조작을 이용하여 물을 제거하는 공정이 필요하다. 현재 에탄올 탈수에는 공비증류가 많이 사용되고 있으나 공비증류는 에너지 사용량이 많을 뿐더러 유독한 Entrainer를 첨가하기 때문에 투과증발과 같은 저 에너지 소비형, 환경친화적인 공정으로의 전환이 이루어지고 있다. 에탄올 탈수용 투과증발 플랜트는 전세계 20여개가 가동되고 있으며, 상업화된 플랜트의 대부분은 독일의 Deutsche Carbone사가 제조한 PVA/PAN 투과증발 복합막을 사용하고 있다. 투과증발 시스템은 물에 대한 친화도가 높은 투과증발막 및 모듈, 기타 분리 구동력을 높여주기 위한 Heater, 진공펌프, 냉각기, 열 교환기 등의 주변 설비로 구성되며, 투과증발 시스템 개발을 위해서는 우수한 막/모듈 제조와 아울러 최적 공정 설계 기술 개발이 필수적이라 하겠다.

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유해가스 처리를 위한 Confined Plasma Source 개발 (Development of Confined Plasma Source for Hazardous Gas Treatment)

  • 윤용호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.135-140
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    • 2020
  • 반도체 공정에서 필수적인 공정가스가 유해가스이기 때문에 이를 친환경적으로 해결하는 것이 필수과제이다. 현재 반도체 공정에서 사용되는 세정기술은 대부분이 1970년대 개발된 과산화수소를 근간으로 하는 습식 세정으로, 표면의 입자를 제거하기 위한 SC-1 세정액은 암모니아와 과산화수소 혼합액을 사용하고 있다. 따라서 환경적 문제를 유발하며, 또한 과도한 용수 사용으로 인한 경제적 문제도 심각하다. 이러한 이유로 본 연구를 통한 개발 제품은 챔버 출구에서 나오는 공정 유해가스를 진공펌프에 입력되기 전 가스를 분해하여 해가 없는 가스로 만들거나 소각과 동시에 펌프에 가스의 성분이 증착되어 반도체 공정의 환경적 문제를 해결하고자 한다. 본 논문에서는 반도제 공정에서 필수 불가결하게 사용되는 유해가스(N2, CF4, SF6⋯. 등)를 사람에게 무해한 가스로 치환하거나 플라스마로 소각하여 환경을 살리고 생산성 향상이 되도록 제안된 CPS (Confined Plasma Source)를 연구하고자 한다.

이원 촉매를 이용한 과산화수소 가스발생기 성능평가 및 응용 가능성 (Performance evaluation and Applicable Possibility of $H_2O_2$ Gas Generator using Dual Catalyst System)

  • 랑성민;안성용;임하영;권세진
    • 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.

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비증발형 게터소자 배기특성 평가시험 (Pumping Performance Test of the NEG Elements)

  • 인상렬;박미영;정기석
    • 한국진공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.47-53
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    • 2004
  • 국내 진공기술 기반을 구축하는 국가사업의 일환으로 게터펌프 성능평가장치를 개발하고 있다. 본격적으로 장치를 구성하기 전에 평가절차의 개발, 장치 설계요건 및 사양을 확정하기 위해 예비실험장치를 만들었다. 이 장치를 이용하여 밀봉형 기기에 들어가는 비교적 활성화 온도가 낮은 게터 소자들의 특성평가 절차를 만들고 이를 적용하여 수소, 일산화탄소, 질소 등에 대해 배기속도와 배기용량을 측정해 보았다. 주로 고순도 기체 공급장치용으로 국내에서 개발된 게터 소자와 램프용으로 널리 쓰이는 외국제품의 배기성능을 비교해 보았다.