• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.4
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• pp.82-91
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• 2003

Experiments to investigate the mixing performance of unlike doublet impinging jets are conducted. Reynolds number of simulants used in this study rages from 1.0 to 1.5 Cold flow test is performed to investigate the hydrodynamic effect and spray of the impinging jets are collected locally and calculated by using Rupe's mixing efficiency equation. Momentum exchanges and relative velocity ratio between two jets are taken as the main parameter to represent the effect of enlargement of the orifice diameter. As diameter ratio increases, the corresponding momentum ratio where maximum mixing efficiency occurs and relative velocity at the maximum mixing efficiency ranges 0.6 to 0.7, respectively. Penetration depth can be taken as a prominent parameter to estimate the mixing efficiency.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.151.2-151.2
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• 2012

터보펌프 구동에 사용된 가스발생기 생성가스를 연소기로 공급하여 주추력 발생에 사용하는 다단연소 사이클 로켓엔진은 고추력을 요하는 우주 발사체에 널리 사용되고 있다. 다단연소 사이클 로켓엔진에 사용되는 가스발생기를 예연소기라 부르며 케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소 사이클 로켓엔진에는 산화제 과잉 예연소기가 사용된다. 예연소기는 터보펌프 구동을 목적으로 하기 때문에 예연소기 생성가스의 횡단면 온도분포는 터빈에 의해 제한되는 온도범위 내에서 균일하여야 하며 넓은 운전영역에서 안정적인 연소가 이루어져야 한다. 산화제 과잉 예연소기는 모든 추진제가 혼합헤드를 통해 분사되는 방식과 추진제를 혼합헤드와 연소실로 나누어 공급하는 방식이 있다. 기술검증을 위해 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 1차 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20MPa, 혼합비 60에서 작동하는 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 연소시험을 수행하였다. 혼합헤드에는 별도의 점화용 분사기 없이 전체 연료 분사기를 통해 점화용 연료인 TEA/TEB 혼합물을 분사하여 점화하였다. 추진제를 2단으로 공급할 수 있도록 고안된 가압식 연소시험 설비에서 10회, 누적 60초 이상의 연소시험이 성공적으로 수행되었다. 연소시험결과 넓은 작동영역에서 안정적 연소특성과 생성가스 온도 분포의 균일성을 확인할 수 있었다. 고온 고압의 산화제 과잉 예연소기 기술 확보를 통해 케로신/액체산소 다단연소 사이클 로켓엔진 개발을 위한 기술적 기반을 마련하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.3
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• pp.223-232
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• 2001

To study the stabilization characteristics of diffusion flame formed in the wake of a cylindrical bluff body with fuel injection, the flame stability limits, length and temperature of recirculation zone of flame, turbulence intensity distribution near the recirculation zone of flame were measured and analyzed. The length of recirculation zone is independent on main fuel injection quantity, but it is dependent on fuel injection angles, air stream velocity, and auxiliary fuel injection into recirculation zone. For diffusion flame, in general, the flame stabilization is deteriorated with increase of he length of recirculation zone, but if the turbulence generator is installed, the flame stabilization is improved with increase of the length of recirculation zone. The temperature of recirculation zone is dependent on fuel injection angles, auxiliary fuel injection into recirculation zone, turbulence generators, and it dependent on fuel injection angles, auxiliary fuel injection into recirculation zone, turbulence generators, and it has a maximum value at the condition of each theoretical mixture. In general, the more temperature of recirculation zone is low, the more flame is stable. But when the turbulence generator is installed, the more temperature of recirculation zone is low, the more flame is unstable. The turbulence intensity in the wake of bluff body is increased with increase of diameter or blockage ratio of grid. The more turbulence intensity is increased by installation of turbulence generator, the more flame is unstable. Finally, It is clear that the stabilization characteristics of diffuser flame can be controlled by some parameters such as fuel injection angles, auxiliary fuel injection into recirculation zone, turbulence generators.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.24 no.4
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• pp.106-112
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• 2021

Catalyst poisoning by ionomers in membrane electrode assemblies of alkaline membrane fuel cells has been reported recently. We tried to improve the membrane electrode assembly's performance by controlling the solvent's ratio during electrode manufacturing. 4 Different mixing ratios of N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP) and ethylene glycol (EG) gave four different cathode electrodes with platinum and Fuma-Tech ionomers. The electrode with higher EG improved polarization performance by about 36% compared to the NMP-based commercial ionomer. The dependence of the ionomer's dispersibility on the solvent seems responsible for the difference, which means that the non-uniform distribution of ionomers improves the performance of the electrode. High-frequency resistance, internal resistance corrected polarization curve, Tafel slope, mass activity, and impedance spectroscopy characterized the electrode. We can find that the existence of poor solvent improves cathode electrode performance. It seems to be the result of reduced poisoning of the catalyst according to the particle size distribution of the ionomer.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2000.05a
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• pp.45-56
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• 2000

미분탄 연소시 발생하는 질소산화물(NOx)은 석탄의 형태 및 등급에 따라 다르게 나타난다. 석탄에 함유되어 있는 질소 성분은 준역청탄인 경우 촤보다 휘발분에 많이 분포되어 있으며, 역청탄인 경우 촤에 많이 분포되어 있음을 확인하였다. 석탄에 함유되어 있는 질소의 분포에 따라 연속과정에 의해 최대로 발생할수 있는 질소산화물의 양과 질소산화물로 전환되는 정도를 예측할 수 있었다. NOx 방출은 석탄중에 함유되어 있는 질소성분의 양에 영향을 받으며, 고온 노출 시 방출되는 휘발성분의 양의 증가 그리고 공기비를 감소함으로서 질소산화물의 저감율을 증가시킬 수 있었다. 특히 질소산화물의 환원은 연료가 풍부한 조건에서 연소초기 고온으로 연소하는 경우 효과적이었다. 또한 2단 연소에 의한 방법으로 1단에서는 저공기비로 유지하고 2단에서 추가적인 공기를 공급함으로서 최종 공기비는 1.2인 조건에서 효과적으로 NOx를 저감할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1997.10a
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• pp.93-98
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• 1997

도시폐기물의 효율적인 소각 처리를 위해서 폐기물 처리량 50 ton/day의 화격자 소각로를 대상으로 화학반응을 고려하여 연소실 내부의 열유동 현상을 전산모사하였다. 수치해석 프로그램으로 상용코드인 PHOENICS를 사용하여 3차원 모사를 하여 실험으로 파악할 수 없는 연소실 내부의 유동 및 폐기물과 산화제와의 반응을 계산하였다. 건조부, 주연소부, 후연소부에 1차연소용공기, 연료의 분포 및 폐기물의 발열량이 노내 열유동 현상에 미치는 영향을 조사하였다. 1차연소용 공기의 분포에 따라 노내 유동장의 형태에 변화가 있었으며, 벽면에서의 복사열전달을 고려한 경우 2차연소실과 출구근처에서 온도분포가 파일롯트 플랜트 실험결과와 잘 일치하는 r서으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.8-8
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• 1999

2-유체 인젝터의 분무연소에 대한 통찰 및 구조에 대한 이해와 연료-공기 혼합과 연소반응의 물리적 이해에 필요한 수치적 모델의 개발 및 검증을 위해서는 2유체 시스템에서 액체 및 기체 각각의 기본적 특성인 액적크기, 액적속도, 액적의 질량플럭스(flux), 가스상의 속도측정 등이 필요하다. 특히, 액체분무에서는 액적의 크기를 예측하는 것이 매우 중요한 과제이며, 액적의 크기에 영향을 주는 인자들로는 노즐의 형태, 분사액체의 물성치(점도, 표면장력, 밀도), 주위기체의 조건(온도, 압력, 응축과 증발현상), 분사압력 등이 있다. 그러나, 실제 분무액적의 크기는 분포를 가지므로 같은 SMD를 가지더라도 그 분포의 정도는 크게 다를 수 있어 결과적으로 분무액적의 크기를 평균값만으로 표현하는 것은 불충분할 뿐만 아니라 그 적용에도 한계를 가지게 된다. 따라서 분무액적의 평균크기와 함께 그 분포의 정도 등을 함께 나타내려는 시도가 많은 과학자들에 의하여 연구되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.4
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• pp.349-354
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• 2010

Fuel cells have attracted enormous interest as new power sources because the cells can be used to solve the problem of environmental pollution as well as the natural-resource exhaustion problem. In this study, hydrogen-gas flow in microchannels of different shapes was numerically analyzed to improve the efficiency of a microfuel cell. Flow characteristics in six microchannels of different shapes but under identical boundary conditions were simulated. The analysis result shows that the flow characteristics such as velocity, uniformity, and flow rate, greatly depend upon the channel shape. This implies that the efficiency of microfuel cell can be expected to be increased by adopting the optimal configuration of channel shape for hydrogen-gas flow. The experimental results show that power density of a PEMFC with a microflow channel is higher than that of a PEMFC without a microflow channel; however, a durable catalyst is required in MEA.

• Clean Technology
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• v.10 no.1
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• pp.9-17
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• 2004

Direct methanol fuel cell(DMFC) with proton exchange membrane (PEM) has advantages over the conventional power source (e.g. vehicle). DMFC, however, has a problem to be solved such as methanol crossover, high anodic overpotential and limiting current density, etc. The physicochemical phenomena in DMFC can be described by coupled PDEs (partial differential equations), which can be solved by a PDE solver. In this paper, we utilized a commercial software FEMLAB to solve the PDEs. The FEMLAB is one of the software programs available which are developed as a solver for building physics problems based on PDEs and is designed to simulate systems of coupled PDEs which may be 1D, 2D, 3D, non-liner and time dependent. We performed simulation using the Tafel equation as an electrochemical reaction model to analyze methanol concentration profile in DMFC system. We confirm that the rapid decrease of methanol concentration at anodic catalyst layer with the increase of the current density is a main reason of the low performance in DMFC through simulation results.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.185.2-185.2
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• 2011

1900년대 이후 산업발전에 따른 인구의 도시 집중화로 인한 하수량 증가에 따라 하수슬러지 발생량이 점차 증가하게 되면서 하수슬러지 처리에 관한 문제 등이 제기되기 시작하였다. 국내의 경우 2003년 하수슬러지의 매립이 금지된 후, 발생슬러지 대부분을 해양투기 등을 통해 처리하여왔다. 2009년 기준으로 국내에서 발생되는 하수슬러지량과 처리 분포를 살펴보면 전국 433개소 하수처리장에서 1일 평균 8,295톤(3,028천톤/년)이 발생되고 있으며, 이 중 47%가 해양투기 되고 있는 실정이다. 그러나 해양투기마저도 런던협약'96의정서 가입으로 2012년부터 금지됨에 따라 국내에서는 슬러지처리 및 재활용 방안과 관련한 연구개발이 활발히 진행되고 있는 중이다. 하수슬러지 처리 및 재활용기술의 경우 다양한 공법 등이 개발 중에 있으나 설비의 불안정 및 높은 투자비 등으로 인해 아직까지 상용화 된 설비 등은 많지 않은 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 POSCO 건설에서 개발한 슬러지 연료화 기술을 통해 생산된 슬러지 탄을 석탄 화력발전소 등에 석탄 보조연료로 활용할 수 있는 방안을 강구하여 상용화 가능한 혼소 기술을 개발하고자 하였다. 슬러지탄(발열량 3.000kcal 이상)을 석탄 화력발전소 보일러에 일정 비율로 혼소하여 슬러지탄의 품질평가, 중금속 용출시험 및 함량분석, 잔재물의 중금속 용출시험 등을 실시하였으며, 그 결과 모든 시험항목에서 연료화 관련 법적기준을 만족하는 것으로 나타났다. 슬러지탄을 화력발전소에 혼소하여 사용할 경우, 2012년부터 시행예정인 RPS(Renewable Portfolio Standard)법 대응 및 석탄사용량 저감 등을 통한 $CO_2$ 저감으로 저탄소 녹색성장의 자원순환사회를 구축하는 데 이바지 할 것으로 판단된다.