• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.1-7
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• 2006

This paper was studied for optimum design of the used vaporizer at a satellite station. Generally, the cold air is created by temperature drop on the vaporizer surface. In addition, the frost creates ice deposit layer, therefore, heat transfer on vaporizer decreases into the adiabatic condition. By this reason, recent vaporizer system is installed as parallel type, and it takes three times of vaporizer capacity. But this vaporizer system requires much installation costs and restricted by some space. It is very important to solve this problem. This study paper is regarding $LN_2$ vaporizer where the utilization increases recently. There are three variable conditions which are used in this study research. First, fin lengths of 4000mm, 6000mm, 8000mm and 0, 4, 8 fin types were applied rut each vaporizer. Second, we applied four season condition which consist of humidity, temperature and air velocity to the experimental environment. Finally, pressure was applied to get flow rate during experiment. This paper objective is to propose vaporizer type and length data for best performance of vaporizer through experiment.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권3호
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• pp.91-98
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• 2021

This paper presents a hydrostatic bearing design and rotordynamic analysis of a turbo expander for a hydrogen liquefaction plant. Th~e turbo expander includes the turbine and compressor wheel assembled to a shaft supported by two hydrostatic radial and thrust bearings. The rated speed is 75,000 rpm and the rated power is 6 kW. For the bearing operation, we use pressurized air at 8.5 bar as the lubricant that is supplied to the bearing through the orifice restrictor. We calculate the bearing stiffness and flow rate for various gauge pressure ratios and select the orifice diameter providing the maximum bearing stiffness. Additionally, we conduct a rotordynamic analysis based on the calculated bearing stiffness and damping considering design parameters of the turbo expander. The predicted Cambell diagram indicates that there are two critical speeds under the rated speed and there exists a sufficient separation margin for the rated speed. In addition, the predicted rotor vibration is under 1 ㎛ at the rated speed. We conduct the operating test of the turbo expander in the test rig. For the operation, we supply pressurized air to the turbine and monitor the shaft vibration during the test. The test results show that there are two critical speeds under the rated speed, and the shaft vibration is controlled under 2.5 ㎛.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.349-352
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• 2010

본 연구는 스크램젯의 연소특성 연구 및 스크램젯 엔진의 지상연소시험의 필수 장비인 공기가열기의 개념 연구에 대한 것이다. 공기가열기는 스크램젯의 흡입구나 연소실로 고온의 공기를 공급하기 위한 다양한 방법 중 하나이며, 고온의 연소가스와 실제 공기에 보다 유사한 혼합기체(혼합공기)를 얻을 수 있는 연료를 사용하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 형식을 갖는 외국의 공기가열기를 조사하고, 스크램젯 비행체를 개발하기 위한, 액화천연가스(CH4)와 수소를 연료로 사용하는 공기가열기의 인젝터를 개념 설계하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.170-170
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• 2009

AIP(Air Independent Propulsion)시스템에 적용되는 연료전지 스택의 경우 연료의 이용율을 극대화시키는 것이 매우 중요하다. 일반적인 연료전지 스택은 물배출과 성능의 안정화를 위해 이론적 요구량보다 양론적으로 많은 양을 공급하여, 반응에 사용되지 않고 배출되는 연료 가스가 많아 이용율이 낮다. 여러 단으로 구성되어 전 단에서 사용하고 남은 연료 가스를 다음 단에 재공급하여 사용하는 케스케이드 구조의 연료전지 스택을 적용하게 되면 연료이용율을 90% 이상으로 높일 수 있다. 그러나 연료전지 스택에서 반응에 의해 발생한 물과 응축된 가습수가 재공급되면 연료전지 스택의 성능과 내구성에 악영향을 주는 플러딩현상이 발생하게 된다. 반면 반응수와 응축수를 제거할 때 스택에 재공급되는 연료 가스의 가습수가 같이 제거되면 낮은 가습도로 스택에 공급되는 문제점도 있다. 따라서 연료 가스의 가습도를 잘 유지하면서 액화된 물만 원활하게 제거할 수 있는 기액분리기의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 CFD(Computational Fluid Dynamics)해석을 활용하여 다양한 디자인의 기액분리기를 설계하고 실험을 통해 각 디자인의 장단점을 분석하였다. 결과를 바탕으로 최적의 기액분리기를 개발하고 제작 및 평가를 통해 성능을 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.138-138
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• 2011

GTL(Gas to Liquid) 합성유 생산 공정은 크게 합성가스 개질공정(reformer), FT 반응공정, upgrading 공정으로 구성된다. 본 연구에서는 FT 반응기에 유입되는 합성가스의 생산공정인 개질공정 최적화 시뮬레이션을 수행하였다. 기존에 HYSYS 공정 모사 tool로 구현한 개질공정 모델에 dynamic simulation을 적용하여 공정 운전 시간 변화에 따른 온도/압력/조성의 일정범위 별 생산 가스의 성분비를 모사하고자 한다. Dynamic 공정 시뮬레이션은 모사 대상 공정의 운전 시간 별 결과값 변화를 산출할 수 있는 방법으로 기존 정상상태(steady-state) 시뮬레이션에 비해 현실 공정의 운전 변수를 보다 더 정확하게 반영할 수 있는 장점이 있다. 본 시뮬레이션은 1bpd급 GTL 파일럿 플랜트의 설계 자료를 근거로 수행되었으며, 향후 운전 데이터를 feedback하여 최적의 운전 매뉴얼 도출자료로 활용코자 한다. 아울러, 다음의 시간 변화별 모사 결과 데이터들을 산출하고 공정의 최적운전 조건을 분석하고자 한다. - 시간에 따른 공정의 온도/압력 변화, 이에 연동되는 반응기 출구의 1) $H_2$/CO 비율, 2) $CH_4$ conversion, 3) $CO_2$ conversion 본 연구의 결과 데이터를 1bpd급 GTL 플랜트 내 합성가스 개질공정의 운전조건 최적화에 적용코자 하며, 이는 개질반응기의 안정적인 연속운전을 통한 GTL 통합공정의 운전 효율향상에 기여 가능하리라 기대된다. 향후 개질공정의 후단공정인 FT 합성공정 시뮬레이션 과업과 연계하여 GTL 통합공정 시뮬레이션 및 최적화에 따른 실증 규모의 스케일업 기반 데이터를 마련할 수 있을 것이다.

• 한국연소학회지
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• 제13권3호
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• pp.33-40
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• 2008

Two- and Three- dimensional numerical simulations are carried out to understand the combustion characteristics of LNG-fueled gas turbine combustor for power generation using imported and domestic natural gases. Reacting flow characteristics of the swirl stabilized natural gas combustor were understood from the numerical results with the flow conditions selected from the gas turbine operation data. The thermal influences of different natural gases were very small and the fuel composition and flow rate were considered to be tuned well. The flow structures of the recirculation and combustion region was understood from the comparison of the two- and three-dimensional results. The complexity of the three-dimensional swirl flows inside the gas turbine combustor with multiple swirlers was understood those resulting from the interactions of the stage and pilot burners.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.53-64
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• 1998

Thermal analysis on a Linde-Hampson hydrogen liquefaction system using cryogenic refrigerators as precooling has been carried out. Three commercially available models of cryogenic refrigerators, such as CTI l020CP, CVI CGR009 and CVI CGR011, are considered in the performance analysis. The effect of ortho-para conversion process during hydrogen liquefaction is also studied in detail. The results obtained indicate that the optimal hydrogen mass flow rate and the optimal compressed pressure exist for the maximum hydrogen liquefaction rate. The optimal compressed pressure is increased in the range of 80 - 120 bar with an increase in the hydrogen mass flow rate. It is also found that better performance could be obtained with a cryogenic refrigerator, which produces high cooling capacity at precooling temperature in the range of 80 - 100 K.

• 한국가스학회지
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• 제4권4호
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• pp.1-5
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• 2000

[ $H_2S$ ]를 포함하는 액화천연가스(Liquified Natural Gas)의 기-액 조성을 noncubic 형태인 Modified-Benedict-Web-Robin EOS로 예측하였고, 그 결과를 대표적 cubic형태의 Peng-Robinson, Soave-Redlich-Kwong EOS로 예측한 기-액 조성과 비교 검토하였다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제30권6호
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• pp.49-54
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• 2001

1990년대 중반부터 후반에 결쳐 미국의 Astronautics사와 Ames연구소에 의한 공동연구결과는 자기냉동이 실현 가능한기술이며 가스액화,음식 냉동 및 저장, 대규모 건물 공조 등에 있어서 기존의 증기압축냉동에 필적할 만하다는 것을 밝혔다. 더 최근의 연구와 개발 노력은 자기장 원(source)으로 $Nd_2Fe_{14}B$ 영구자석배열을 이용한 회전식 자기냉동기가 가정용 공조기나 냉동/냉장고에 사용될 수 있음을 나타내고있다. Gd 금속구를 사용한 2단 자기 냉동/냉장고의 예비설계는 냉동실 온도가 $-12^{\circ}C(10^{\circ}F)$, 냉동실 온도가 $-1^{\circ}C(30^{\circ}F)$에서 전체 성능계수 3 그리고 냉각능력 120W를 얻을 수 있음을 제시한다. 자기장 원으로서 개선된 영구자석 배열을 이용한다면 카르노 효율의 60%와 성능계수 4.5에 이를 수 있을 것으로 보여진다. 그리고 자기냉동은 오존층 파괴물질 (CFC's)이나 온설가스(HCFC's와 HFC's)를 사용하지 않기 때문에 깨끗한 환경을 만드는데 기여한다. 동시에 상용 Gd으로부터 거대한 자기열량효과를 가진 재료인 $Gd_5(Si_2Ge_2)$를 kg 단위로 생산할 수 있는 정도로 연구가 진전되었다. 이 신재료를 저렴한 가격에 얻을 수 있게 됨으로써 Gd 금속을 자기냉매로 사용하도록 설계 되었던 공조기나 냉동/냉장고의 효율이 더 좋아질 것으로 예상된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.281-289
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• 2015

본 연구는 폴리프로필렌(PP) 수지의 Co 및 Mo 촉매에 의한 반응시간과 농도변화에 따른 저온열분해 액화특성을 파악하고자 회분식 반응기를 이용하여 특정 온도(425, 450, $475^{\circ}C$)에서의 전환율을 측정하였다. 열분해 시간은 20~80분으로 설정하였고 생성물은 산업통상자원부에서 고시한 증류성상 온도에 따라 가스, 가솔린, 등유, 경유, 중유로 분류하였다. 그리고 $450^{\circ}C$ 반응온도에서 촉매 사용에 따른 전환율은 모든 반응시간에 있어 Mo 촉매 > Co 촉매 > 무촉매 순이었다. Co 및 Mo 촉매 농도별 PP 전환율 및 열분해 생성물 수율은 Co:Mo=50:50 혼합시 가장 우수한 것으로 나타났다.