• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.18 no.5
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• pp.841-852
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• 2023

Gas turbines, which are used as generators for frequency regulation of the domestic power system, are increasing in use due to the carbon-neutral policy, quick startup and shutdown, and high thermal efficiency. Since the gas turbine rotates the turbine using high-temperature flame, the turbine inlet temperature is acting as a key factor determining the performance and lifespan of the device. However, since the inlet temperature cannot be directly measured, the temperature calculated by the manufacturer is used or the temperature predicted based on field experience is applied, which makes it difficult to operate and maintain the gas turbine in a stable manner. In this study, we present a model that can predict the inlet temperature of a reheat gas turbine based on Deep Neural Network (DNN), which is widely used in artificial neural networks, and verify the performance of the proposed DNN based on actual data.

• Journal of Korean Society of societal Security
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• v.3 no.2
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• pp.65-71
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• 2010

This study was conducted to provide a method for fire suppression in a central area inside the roof of a wooden cultural property using a gas extinguishing apparatus, which is used as one of fire suppression methods with view to preventing valuable wooden properties inherited from ancestors from being destructed by fire. For a wooden property, it is very difficult to suppress fire when combustion spreads to a central area inside its roof, so it is impossible to put out a fire without destructing it. Such a fire fighting apparatus as a sprinkler, etc., installed in modern structures, is very effective, but the possibility of damaging a cultural property is highly probable after installment and operation, which leads to its low adaptability to a wooden property. Thus, the necessity of developing a fire suppress ion apparatus was raised to minimize the said problem and to obtain the desired results, and the need of making a plan on the installment was also raised based on the results of a test whose validity was proven. The central area inside a roof is a traditional - architectural style which is found in Korean wooden structures only, so it is impossible to discover similar cases in foreign countries. For this reason, this study was conducted to verify the effectiveness by developing a fixed fire suppression apparatus designed considering the speed and effectiveness in fire suppression. This study was sequentially carried out in the following steps. First, a frame for this study was made and the specific plan on a fire suppression method was established. Then, a fire suppression apparatus was installed. In the first step, the effectiveness for fire suppression was tested by installing valve open - punched - main water pores, and in the second step, the same effectiveness was tested by valve opened - punched - injection ports. For a wooden property similar to "Sungnyemun"(Gate of Exalted Ceremonies), its central area of the roof decides whether the fire suppression is successful or not, so the opinions on how to put out a fire were presented in this study, and thus the objective data to establish a method on fire suppression in a wooden structure(cultural property) was secured. Lastly, a scientific verification in the effectiveness for fire suppression measures was presented by installing a gas - fixed fire suppression apparatus.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.259-260
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• 2012

산업화가 발달됨에 따라 대기 오염 물질은 점차 증가하고 있는 추세에 있고 특히 기름 및 석탄 연소 보일러, 자동차, 제철, 시멘트 플렌트, 소각로 등은 미세 분진을 발생시키는 주원인이 되어 왔다. 최근 대기환경법은 오염 분진의 중량 규제로부터 $10{\mu}m$ 미만의 PM10에서 $2.5{\mu}m$ 미만의 PM2.5의 미세 분진에 대한 규제로 점차 심화되고 있으나, 이러한 미세분진은 고전적인 제거 방법으로는 매우 어려우며 고가의 HEPA 필터를 사용하여야 한다. 한편 코로나 방전을 이용하는 전기 집진은 미세 먼지 제거에 매우 효율적이어서 $1{\mu}m$ 미만의 미세 분지도 99%까지 제거가 가능하다는 장점이 있지만 입자크기가 클 경우에는 효율이 떨어지는 단점이 있다. 한편 사이클론 집진기는 매우 오래전부터 개발되어 사용되어 왔는데 가격이 저렴하고 운영비가 적게 들며 $10{\mu}m$ 이상의 먼지는 99% 이상 제거가 가능하여 산업현장에서 오랜 기간 사용되어 왔지만 입자크기가 $10{\mu}m$ 미만으로 가면 집진율이 급격히 떨어지는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기존의 사이클론 집진기의 구조를 기본으로하여 사이클론 집진기 내부에 플라즈마 방전을 설치하여 원심력에 의한 집진과 코로나 방전에 의한 전기 집진을 동시에 수행할 수 있도록 하이브리드 사이클론 집진기를 제작하였다. 제작된 사이클론 집진기는 직경 30 cm 높이 120 cm의 사이클론 구조를 가지고 있으며 1 hp의 터보송풍기를 장착하여 $20m^3$/min 이상의 유량을 처리할 수 있도록 설계 제작되었다. 제작된 하이브리드 사이클론 집진기의 성능을 평가하기 위하여 $10m^3$의 체적을 가지는 테스트 챔버 내부에 사이클론 집진기를 설치하고 향을 태워 미세 먼지를 발생시킨 후 다양한 조건에서 집진 성능을 측정하여 보았다. 미세 먼지의 경우 사이클론을 작동시키지 않아도 테스트 챔버 벽면에 흡착되어 초기에는 급격히 감소하는 경향을 보여주나 일정 시간이 경과한 후에는 매우 느리게 감소하는 현상이 관찰 되었다. 코로나 방전을 하지 않고 오존 파괴기에 활성탄만 충진한 상태에서 사이크론을 작동시킬 경우 지속적으로 천천히 감소하는 경향을 보여주었으며, 코로나 플라즈마를 방전시킨 경우 미세 먼지는 HEPA filter를 장착한 것보다도 조금 빠르게 미세먼지를 제거하였다. 챔버 내부의 미세먼지가 초기 값의 1/10에 도달하는 시간은 코로나 방전 전류가 증가할수록 짧아지는 경향을 보여주었으며 최적 조건에서 100초 이내에 90% 이상 제거가 가능하였다. 하이브리드 사이클론 집진기는 집진 뿐 만 아리라 VOC 성분도 분해가 가능하여 유해물질을 제거하는 능력이 있다. 유해 가스 제거 능력을 실험하기 위하여 분진제거 실험에 사용된 챔버 안에 아세톤을 증발시켜 50 ppm이 되도록 한 후 다양한 조건에서 유해물질 제거 실험을 수행하였다. 미세먼지와는 달리 장비를 작동하지 않을 경우 매우 느리게 아세톤 농도가 감소하였다. 이는 미세 먼지와는 달리 흡착이 발생하지 않고, 측정 챔버 자체가 완전한 밀폐가 이루어지지 않아 자연적으로 조금씩 외부로 누출되기 때문으로 판단된다. 코로나 플라즈마만 방전시켰을 경우 초기 농도의 80%가 제거되는데 걸리는 시간은 약 28분 정도로 코로나 플라즈마가 VOC 제거에 효과가 있음은 확인하였으나 제거율이 그리 높지 않음을 알 수 있었다. 한편 오존 파괴를 위해 활성탄으로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우는 약 12분 경과 후 80%가 제거됨을 확인할 수 있었으나 그 이후에는 VOC의 감소가 매우 느리게 진행됨을 알 수 있었다. 한편 활성탄 대신 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과한 경우 약 3분 정도 경과 후 80%의 아세톤이 제거됨을 관찰할 수 있었으며 코로나 플라즈마를 작동시키면서 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우 약 2분 정도 경과 80% 이상의 아세톤이 제거되어 코로나 플라즈마와 복합촉매를 사용할 경우 VOC 성분이 효과적으로 제거됨을 알 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.1
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• pp.35-43
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• 2010

In this study, an ideal water-recirculated oxy-fuel power generation system is proposed. The results of parametric studies of the performance characteristics of the system are discussed. For a given choice of the turbine inlet temperature, the turbine, which produces power, can be either a gas or a steam turbine. For maximum efficiency, the turbine inlet temperature is selected as the level of state-of-the-art gas turbines and the reheat cycle may be adopted not only to enhance the turbine power but also to maintain dryness of the water with a turbine exhaust temperature that is as high as possible. To obtain a low condensation temperature for a high purity of $CO_2$, a relatively low pressure expansion process may be added. Finally, the performance of the water-recirculated oxy-fuel power generation system is discussed with reference to various operating parameters and system configurations. The optimal operating conditions for high performance and a high purity of $CO_2$ are proposed.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.7
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• pp.749-755
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• 2011

The performance and emission characteristics of a CNG (compressed natural gas) engine were experimentally investigated under different natural gas compositions. The engine specifications were as follows: 6606 cc, turbo, lean-burn-type; its ignition timing was fixed for the fuel gas with a HHV (higher heating value) of 10454 kcal/$Nm^3$. The experimental results showed that when the HHV of the fuel gas was changed from 10454 kcal/$Nm^3$ to 9811 kcal/$Nm^3$ and 9523 kcal/$Nm^3$, the average power reductions were 3.2 % and 3.4 % (1.5 % and 2.1 %, respectively, with A/F control switched off), respectively, and the average thermal-efficiency reductions were 1.1 % and 1.5 % (1.5 % and 2.1%, respectively, with A/F control switched off), respectively. The emissions of $CO_2$, CO, and $NO_x$ decreased as the HHV of the fuel gas was lowered. On the other hand, the emissions of THC (total hydrocarbon) were not consistent, and the extent of change in their emissions was small.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.87-112
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• 2005

분무를 정량적으로 측정하는 것은 노즐의 설계와 개발을 위해서 뿐만 아니라 연소 시스템 전반의 효율 및 불안정성의 제거, 공해 저감 등의 요구 조건을 만족하기 위해서 중요하다. 이를 위해 이전에는 분무장 내에 수집관을 삽입하는 기계적 패터네이터(Mechanical Patternator)와 같은 삽입식 측정 방식을 이용하여 왔으나, 최근에는 고속카메라, Malvern particle analyzer, PDPA, 광학 패터네이터(Optical Patternator)와 같은 분무장을 교란시키지 않으면서도 빠른 측정이 가능한 가시화 기술들이 적용되고 있다. 특히 광학 패터네이터는 레이저 평면광을 이용하여 분무를 측정하는 비삽입식 기술로 단시간 내에 분무장 내 액체 연료의 질량 및 액적 크기의 단면 분포를 동시에 얻어낼 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 분무 액적들의 수밀도가 증가하는 경우에는 이들 액적에 의한 입사광 및 신호 감쇠, 다중산란 등에 의한 오차가 심하게 발생하여, 기존의 PDPA, PLIF 등의 광학 기법으로는 충분히 신뢰할 만한 결과를 얻기가 어렵게 된다. 이러한 분무를 정량적으로 측정하기 위해서는 입사광의 감쇠뿐만 아니라 분무장 내 액적들에 의한 신호의 감쇠 과정에 대한 고려가 필요하다. 주면 액적들의 영향을 최소한으로 줄이기 위해서는 레이저 평면광을 사용하는 광학 패터네이터와 달리 레이저 광선을 분무장에 조사하여 고압에서 나타날 수 있는 다중 산란에 의한 오차를 최소화할 수 있다. 이러한 이미지 처리 기법을 이용하는 광학 선형 패터네이터(Optical Line Patternator)를 이용하여 기존 레이저 계측기법으로 측정이 곤란하였던 고압 환경 하에서의 스월 동축형 인젝터의 분무 특성을 해석할 수가 있다. 2015(년도) 6,388, 2025(년도) 13,367, 2035(년도) 18,756, 2045(년도) 22,595, 시장점유율 증가로 인한 수출액 증가분 누적(억원) : 2015(년도) 3,411, 2025(년도) 8,847, 2035(년도) 14,433, 2045(년도) 18,005 또한 시나리오 비교평가를 실시하여 본 결과, 본 연구에서 정의한 순편익 누적(Cumulative Net Profit) 변수를 적용하면 현재 연구비 추세 대비 $30\%$ 까지 연구비를 증가 시키는 것이 효율적임을 알 수 있었다.성, 생산 용이성, 제품 디자인의 우수한 정도가 a=0.01 수준 하에서 유의적으로 추정되었다. 이들 변수들 중에서 품질경쟁력에 가장 큰 영향을 미치는 측정변수는 제품의 기본 성능, 수명(내구성), 신뢰성, 제품 디자인의 순서로 추정되었다. 이것은 한국 제조업이 아직 산업 디자인이 품질경쟁력에 크게 영향을 미치는 성숙단계에 이르지 못하였음을 의미한다. (2) 제품 디자인에게 영향을 끼치는 유의적인 변수는 연구개발력, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TPM, 6Sigma 운동, QC 등)이며, 제품 디자인은 우선 품질경쟁력을 높여 간접적으로 고객만족과 고객 충성을 유발하는 것으로 추정되었다. 상기의 분석결과로부터, 본 연구는 다음과 같은 정책적 함의를 도출하였다. 첫째, 신상품 개발과 혁신을 위한 포괄적인 연구개발 프로젝트를 품질 경쟁력의 주요 결정요인(제품의 기본성능, 신뢰성, 수명(내구성) 및 제품 디자인)과 연계하여 추진해야 할 것이다. 둘째, 기업은 디자인 경영 마인드 제고와 디자인 전문인력 양성을, 대학은 디자인 현장 업무를 통하여 창의력 증진과 기획 및 마케팅 능력 교육을, 정부는 디자

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.5
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• pp.356-362
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• 2013

An attempt has been made to optimize elongated rotating arc plasma $NH_3$ scrubber. Among diverse semiconductor processes, diffusion and implantation process inevitably produce $NH_3$ as byproduct and efficient dry process for the decomposition of $NH_3$ is required. Plasma process does not produce NOx that is commonly produced in combustion process and there is no problem of deactivation, usually experienced in catalyst process. However, plasma process uses electrical energy and needs to be optimized to achieve feasibility of application. In this work, mode control of rotating arc is presented as tentative solution for the possible optimization of the process. Based on existing rotating arc, scale-up and following mode mapping was tried. Proposed reactor design was evaluated in the $NH_3$ decomposition process and revealed that optimization scheme is at hand. In the experiment of full scale scrubber including heat exchanger, the process gave more stable and efficient process of $NH_3$ decomposition.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.5
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• pp.453-466
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• 2020

As the demand for eco-friendly energy increases to overcome the energy shortage and environmental pollution crisis, hydrogen economy has been proposed as a potential solution. Accordingly, an economical and efficient hydrogen production is considered to be an essential industrial process. Research on applying hydrogen separation membranes for H₂/CO₂ separation to the production of highly concentrated hydrogen by purifying H₂ and capturing CO₂ simultaneously from synthetic gas produced by gasification is in progress nowadays. In high temperature environments, the membrane separation process using glassy polymeric membrane with H₂ selectivity has the potential for CO₂ capture performance, and is an energy and cost effective system since polybenzimicazole (PBI)-based separators show excellent chemical and mechanical stability under high-temperature operation conditions. Thus, the development of high-performance PBI hydrogen separators has been rapidly progressing in recent years. This overview focuses on the recent developments of PBI-based membranes including structure modified, cross-linked, blended and carbonized membranes for applications to the industrial hydrogen separation process.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.9
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• pp.4627-4634
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• 2013

Carbon dioxide is one of the main causes of global warming. In order to develop a novel absorbent, the characteristics of amino acid salts solution as a solvent for $CO_2$ capture in continuous process were investigated. The cost of $CO_2$ capture is almost 70% of total cost of CCS (carbon dioxide capture and storage). In the carbon dioxide capture process, process maintenance costs consist of the absorbent including the absorption, regeneration, degradation, and etc. It is very important to study the characteristics of absorbent in continuous process. In this study, we have investigated the properties of potassium L-lysine (PL) for getting scale-up factors in continuous process. To obtain optimum condition for removal efficiency of $CO_2$ in continuous process by varying liquid-gas (L/G) ratio, concentration of $CO_2$ and absorbent (PL) were tested. The stable condition of absorber and regenerator (L/G) ratio is 3.5. In addition, PL system reveals the highest removal efficiency of $CO_2$ with 3.5 of L/G and 10.5 vol% $CO_2$ ($1.5Nm^3/h$).

• Clean Technology
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• v.25 no.1
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• pp.63-73
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• 2019

Numerical analysis was done to evaluate the chemical reaction and the reduction rate inside of selective non-catalytic reduction to denitrification in combustion process. The $NO_X$ reduction in selective non-catalytic reduction is converted to not only nitrogen but also nitrous oxide. Simultaneous $NO_X$ reduction and nitrous oxide generation suppressing is required in selective non-catalytic reduction because nitrous oxide influences the global warming as a greenhouse gas. The current study was performed compare the computational analysis in the same temperature and amount of NaOH, and in comparison with the previous research experiments and confirmed the reliability of the computational fluid dynamics. Additionally, controlling the addition amount of NaOH to predict the $NO_X$ reduction efficiency and nitrous oxide production. Numerical analysis was done to check the mass fraction of each material in the measurement point at the end of selective non-catalytic reduction. Experimental Value and simulation value by numerical analysis showed an error of up to 18.9% was confirmed that a generally well predicted. and it was confirmed that the widened temperature range of more than 70% $NO_X$ removal rate is increased when the addition amount of NaOH. So, large and frequent changes of the reaction temperature waste incineration facilities are expected to be effective.