• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.184-187
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• 2007

본 논문은 DSP Controller를 적용한 연료전지시스템의 유량제어에 관한 논문이다. 그리고 이 연구에서 사용된 시스템은 1kW급 계통연계 연료전지 시스템이다. 이 연료전지 시스템이 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 시스템에서 요구하는 공기 유량을 정확히 공급하도록 제어하는 것이 본 연구의 목적이다. 이 목적을 이루기 위해 공기 공급 장치에 PID 제어기를 설계하여 적용하였다. PID 제어기의 Gain값은 지글러 니콜스 Tuning 방식으로 정하였다. 이 제어기를 적용하여 실험한 결과, 적용 전 상태와 비교하면 맥동이 30% 저감하였고, 정상상태 오차가 제거되어 온도 변화와 같은 외란과 상관없이 정확한 요구 공기 유량을 공급함을 확인할 수 있었다. 그리고 부하가 변동함에 따라 해당 요구 공기 유량이 바뀔 때 1초 내에 그 요구 공기 유량을 추종하여 스택이 안정적으로 운전될 수 있도록 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.656-659
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• 2009

직접메탄올형 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)는 휴대용으로 사용할 수 있는 소형 전원용으로 주로 개발되고 있으며, 다양한 용도로 사용이 가능하다. 하지만 직접메탄올연료전지에서 전해질로 많이 쓰이는 Nafion막은 이를 통한 메탄올 크로스오버(Crossover) 때문에 연료전지의 성능을 제한시키고 있다. 본 연구에서는 Nafion 117를 사용하여 전극 면적 100cm2 의 DFMC용 MEA를 제작하고, 공기 유량을 3ml/mim으로 고정하고, 메탄올 유량을 2,3 ml/min로 각각 공기극와 연료극에 공급하여 온도변화(50, 60, 70, $80^{\circ}C$)에 따른 성능을 확인하였다. DMFC의 적당 반응 온도는 $70^{\circ}C$로 생각되고, 유량은 메탄올 2ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시가 성능이 높게 나오는 결과를 얻으나 일정시간 지나면 성능이 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시 보다 성능이 떨어지는 현상이 일어나기 때문에 $70^{\circ}C$ 반응온도에 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min의 유량 공급이 본 논문에서 최적화된 성능을 내는 조건으로 사료된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1158-1159
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• 2008

본 논문에서는 상온상태에서 2W급 직접 메탄올 연료전지 모듈을 구동하여 연료전지 모듈의 성능 특성을 분석하고자 한다. 상온상태에서 연료극으로 공급하는 메탄올의 농도와 유량을 변화를 시켜 상온에서 최적의 메탄올 농도와 유량을 찾고 공기극에 공기를 공급 하였을 때 와 공기를 공급하지 않았을 때 의 연료전지의 출력을 전자 부하기를 이용하여 부하를 주고 메탄올의 유량을 변화 시켜가면서 비교해보았다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.9-12
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• 2010

This paper discusses experimental data for the assessment of flow discharging characteristics of double swirl coaxial injectors operating at fuel-rich conditions. Combustion tests employing liquid oxygen and kerosene (Jet A-1) were conducted and a discharge coefficient was utilized for defining flow characteristics. A mass flow rate, a pressure, and a temperature were measured to estimate discharge coefficients. Fuel injectors revealed a fixed value of a discharge coefficient regardless of matched LOx injector design, chamber pressure, and mixture ratio. However, oxidizer injectors showed varying discharging coefficients depending on chamber pressure and mixture ratio. Flame structure variations seem to affect flow discharging characteristics of the oxidizer side.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.11
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• pp.1140-1147
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• 2009

Flow analyses have been performed to investigate the uniformity of propellant flow through the fuel and oxidizer manifolds of a full-scaled gas generator for a pump-fed liquid rocket engines. Injectors were simulated as porous medium layers having equivalent pressure drops. The uniformity of propellants has been analyzed for 3 fuel rings and 3 injector head configurations. The mixture ratio distribution at the exit of injectors has been estimated from the mass flow rates of fuel and oxidizer. The best configuration of fuel ring and injection head was selected through these flow analyses.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.10a
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• pp.42-44
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• 2008

연료전지가 동작할 때에는 공기공급을 위한 압축기가 동작하게 되는데 공기의 유량에 따라 연료전지의 출력전력이 달라진다. 또한 공기의 유량에 따라 압축기에서 소비하는 전력이 달라지기 때문에 공기 유량에 따른 연료전지의 최대 효율점이 존재하게 된다. 본 논문에서는 연료전지의 출력전력에서 압축기의 손실전력을 제외한 순수 파워를 최대로 낼 수 있는 유량을 추적 제어하는 알고리즘을 제안한다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.11 no.1 s.34
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• pp.1-8
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• 2007

The purpose of this study is to conduct a survey of the flame stability range and the emission characteristics for the optimum design of turbulent premixed flat burner. For that, the flame stability range was selected by the direct photography of the flame. And the mean temperature and CO, HC, $CO_{2}\;and\;O_{2}$ concentration distributions by changing the excess air ratio were measured. As results of this study, the flame stability range turned out to be getting narrower as fuel flow was increased. The blue flame mode was more excellent than any other flame modes in the emission characteristics by excess air ratio change. And the emission characteristics by fuel flow change were best at fuel flow 1l/min. Also, we found combustion noise during experiment of flame stability range. It had nothing do with excess air ratio range.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.5
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• pp.325-331
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• 2011

A numerical analysis of reactive flow in a MILD(Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustor is accomplished to elucidate the characteristics of combustion phenomena in the furnace with the change of fuel and air nozzle position and air mass flow rate. For the case with the fuel nozzle located near center position of combustor, the reaction zone started at the fuel nozzle and had inclined shape toward combustor wall when the air mass flow rate was relatively smaller. On the other hand, the end of reaction zone moved toward center of combustor from combustor wall when the air flow rate was relatively larger. For the case with the air nozzle located near center position of combustor, the reaction zone started at the fuel nozzle and had inclined shape toward combustor wall when the air mass flow rate was relatively small, which was similar as the previous case with smaller air mass flow rate. On the other hand, the end of reaction zone moved toward combustor wall when the air flow rate was relatively larger. The maximum temperature increased as the air mass flow rate increasing for both cases, and the concentration of thermal NOx increased also from the previous reason of temperature characteristics. The concentration of NOx for the case with the air nozzle located near center position of combustor was considerably smaller than that for the case with the fuel nozzle located near center position of combustor. From the present study, the case with the air nozzle located near center position of combustor and theoretical air flow rate was the most effective condition for the NOx reduction and perfect combustion.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.625-630
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• 2014

연료전지의 성능을 결정짓는 가장 중요한 변수 중의 하나는 각 스택의 채널에 얼마나 균일하게 연료를 공급할 수 있느냐이다. 본 연구에서는 네 가지의 모델을 사용하여 연료전지 매니폴드 형상에 따른 최적 설계를 수행하였다. 위 네 가지 모델은 각기 다른 기하학적 형상을 가지며 Edison CFD를 이용하여 형상 내의 유동을 비교하였다. 초기 모델에서는, 입구부에서 매니폴드로 유입되는 유동의 확산이 잘 일어나지 않아 각 채널의 질량유량이 불균일한 분포를 보였으며 특히 속도가 빠른 중심 영역의 채널에 많은 연료가 유입되었다. 이를 위한 디퓨져 모델링이 제안되었으며 실속이 최소한도로 발생할 때 채널당 질량유량이 가장 균일하다고 가정하였다. 이를 위해 다양한 디퓨져 각을 가진 모델을 사용했고, 이론상으로 실속이 발생하지 않는 형상에서 가장 균일한 분포를 보임을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.4
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• pp.308-315
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• 2013

Water emulsion technology has the problem of unstable combustion due to the rapid separation of water. To solve the problem, a hybrid mixing device was developed. The device attached on the burner was tested. As a result, the fuel consumption reduced to 12% in the similar condition of exhaust emissions and flame temperature, and 45.5%, 98.5% and 97.2% of NOx, CO, and smoke were reduced at the same inlet air and fuel flow rate.