• Title/Summary/Keyword: 열교환기 설계

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음향공에 의한 LOX-RP1 고주파 음향-연소안정화에 관한 연구

  • 이길용;윤웅섭;조용호
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.5-5
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    • 2000
  • 액체 추진 로켓 엔진의 고주파 연소 불안정 관련 이론은 대체로 연소기 내부의 음향 공명 모드와 분무 연소 과정의 상호 작용을 구동 메커니즘으로 전제하며 Rayleigh Criterion의 재해석에 기초하여 불안정성 평가를 위한 매개변수를 도입하고 연소 불안정성을 예측한다. 여기에는 음향장 분석 이론, 음향 불안정 이론, 연소응답 및 기화반응 이론 등이 포함된다. 본 연구에서는 LOX/RPl 추진제 조합의 액체 추진 로켓 엔진 연소기를 대상으로 다차원 순수 음향장 해석과 연소-음향장 분석을 통해 대상 엔진의 고주파 연소 불안정 특성을 예측하였다. 수동 제어 기기인 음향공 설치에 따른 연소기의 음향장 및 연소-음향장의 특성 변화를 고찰하고 위 결과를 종합하여 음향공의 연소 불안정 억제 성능 및 대상 엔진의 연소 불안정성을 평가하였다. 연소기 형상 및 음향공 설치에 따른 다차원 순수 음향장 해석은 상용코드인 ANSYS를 사용하여 수행하였다. 내부 유체는 압축성, 비점성 유체로 유체의 평균 유동은 무시하며 위치에 관계없이 균일한 물성치를 부여하였다. 정상상태 연소과정을 가정하고 평형 화학을 이용한 분석 결과로부터 연소 기체의 관련 물성치를 결정하였다. 연소기 길이 방향, 반경 방향, 원주 방향 격자점들의 음향 특성을 주파수 영역에 대해 해석하고 3차원 음향 모드 형상을 토대로 음향장을 분석하였다. 연소-음향장 해석은 음향 불안정 이론 중 n- $\tau$ 2 매개변수 기법을 사용하였다. 연료 액적의 분무 연소 과정을 1차원적으로 가정하고 정상상태의 평형 화학 계산 결과를 이용하여 엔진의 연소면을 1차원적으로 설정하였다. 상류 연소응답과 중립 안정 곡선을 토대로 대상 엔진의 연소 불안정 특성을 분석하였다.구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14)

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PL 사례에 대응한 제품안전성 제고방안

  • 임현교
    • Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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    • 2001.06a
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    • pp.375-375
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    • 2001
  • 금년 7월 1일부터 개정 시행되는 품질경영촉진 및 공산품안전관리범파, 2002 년 7 월 1 일부터 시행되는 제조물책임(Product Liability; PL)법으로 인하여 제품의 안전성을 제고하기 위한 노력이 정부와 기업. 학계에서 다각도로 진행중이다. 그러나, 그 추진방향들이 아직 제각각이어서 하나의 조직적인 체계를 갖추진 못하고 있다. 그 이유는 제조물책임에 대응하기 위한 제품안전성 향상이 어느 한 분야의 활동으로는 충족시킬 수 없기 때문이지만, 기본적으로는 제품안전이 담당하여야 하는 책임의 범위가 어디까지인지 기업을 비롯한 관계자들이 명확히 이해하고 있지 못하기 때문이다. 본 연구에서는 이와 관련하여, 기존에 이미 시행착오를 겪은 선진국들의 소송사례를 중심으로 제품결함 중 어느 부분에 문제가 제기되는가를 살펴보고, 그 대응책을 제시하고자 하였다. 먼저 제조물책임법의 제정 취지와 법에서 정하고 있는 책임범위가 어디까지인지를 살펴보고, 선진국의 소송사례를 중심으로 그 적용범위를 확인하였다 또한 제조물책임에 대응하기 위한 방법이 어떻게 진행되는지를 살펴보고, 그 중 제품 안전성 (Product Safety) 을 향상시키기 위하여 신뢰성이나 품질측면에서 경영상의 어떤 노력이 경주되어야 하는가를 검토하였다. 한편, 리스크 관리상의 리스크 분석과 위험성 분석과의 관계, 위험성 분석의 기법들, 위험성 분석기법의 선정요령, 제품의 안전성을 평가하기 위하여 기존의 위험성 분석기법을 어떻게 활용할 것인가, 적용상의 문제점은 없는가 검토하였다. 마지막으로, 현재 기업들이 가장 소홀하게 대응하고 있는 표시상의 결함에 대하여 소송 및 보상사례를 살펴보고, 그에 대한 대책으로서 픽토그램, 라벨, 경고문구, 그리고 사용설명서의 작성 및 표시 방안에 대하여 대응방안을 고찰하였다. 용융이 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 현상을 방지하기 위해서는 진공 분위기 하에서 적절한 접합 틈새를 유지할 수 있는 공정 및 장비의 개발이 필요하다.(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14) 식도경 시행회수는 1회가 17례(54.8%), 2회가 9례(29.0%), 3회 이상이

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A Study on the Design of the Free-Piston Stirling Engine/Alternator (자유 피스톤 스털링엔진/발전기의 설계 인자 연구)

  • Park, Seongje;Hong, Yongju;Ko, Junseok;Kim, Hyobong;Yeom, Hankil;In, Sehwan;Kang, Insu;Lee, Cheongsu
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.25 no.6
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    • pp.648-655
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    • 2014
  • This paper describes the continuing effort to develope a single acting free-piston Stirling engine/alternator combination for use of the household cogeneration. Free piston Stirling engines(FPSE) use variations of working gas pressure to drive mechanically unconstrained reciprocating elements. Stirling cycle free-piston engines are driven by the Stirling thermodynamic cycle which is characterized by an externally heated device containing working gas that is continuously re-used in a regenerative, reversible cycle. The ideal cycle is described by two isothermal process connected by two constant volume processes. Heat removed during the constant volume cooling process is internally transferred to the constant volume heating process by mutual use of a thermal storage medium called the regenerator. Since the ideal cycle is reversible, the ideal efficiency is that of Carnot. Free-piston Stirling engine is have no crank and rotating parts to generate lateral forces and require lubrication. The FPSE is typically comprised of two oscillating pistons contained in a common cylinder. The temperature difference across the displacer maintains the oscillations, and the FPSE operate at natural frequency of the mass-spring system. The power is generated from a linear alternator. The purpose of this paper is to describe the design process of the single acting free-piston Stirling engine/alternator. Electrical output of the single acting free-piston Stirling engine/alternator is about 0.95 kW.

Heat Exchanging Performance as Affected by Arrangement of Heat Exchanging Pipe (열회수장치의 열교환 파이프배치 형식별 열교환 성능)

  • 윤용철;강종국;서원명
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • v.11 no.3
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    • pp.101-107
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    • 2002
  • This study was carried out to improve the performance of heat recovery device attached to exhaust gas flue connected to combustion chamber of greenhouse heating system. Three different units were prepared far the comparison of heat recovery performance; A-type is exactly the same with the typical one fabricated for previous study of analyzing heat recovery performance in greenhouse heating system, other two types (B-type and C-type) modified from the control unit are different in the aspects of airflow direction (U-turn airflow) and pipe arrangement. The results are summarized as follows ; 1. In the case of Type-A, when considering the initial cost and current electricity fee required for system operation, it was expected that one or two years at most would be enough to return the whole cost invested. 2. Type-B and Type-C, basically different with Type-A in the aspect of airflow pattern, are not sensitive to the change of blower capacity with higher than 25m$^3$.min$^{-1}$ . Therefore, heat recovery performance was not improved so significantly with the increment of blower capacity. This was assumed to be that air flow resistance in high air capacity reduced the heat exchange rate as well. Never the less, compared with control unit, resultant heat recovery rate of Type-B and Type-C was improved by about 5% and 13%, respectively 3. Desirable blower capacity of these heat recovery units experimented were expected to be about 25m$^3$.min$^{-1}$ , and at the proper blower capacity, U-turn airflow units showed better heat recovery performance than control unit. But, without regard to the type of heat recovery unit, it was recommended that comprehensive consideration of system's physical factors such as pipe arrangement density, unit pipe length and pipe thickness, etc., was required for the optimization of heat recovery system in the aspects of not only energy conservation but economic system design.

Development of a Multichannel Eddy Current Testing Instrument(II) (다중채널 와전류탐상검사 장치 개발(II))

  • Lee, Hee-Jong;Nam, Min-Woo;Cho, Chan-Hee;Yoo, Hyun-Joo;Kim, In-Chel
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.31 no.5
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    • pp.552-559
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    • 2011
  • Recently, the eddy current testing(ECT), alternating current field testing, magnetic flux leakage testing and remote field testing have been used as a nondestructive evaluation method based on the electromagnetic induction phenomenon. The eddy current testing is now widely accepted as a NDE method for the heat exchanger tube in the electric power industry, chemical, shipbuilding, and military. The ECT system mainly consists of the synthesizer module, analog module, analog-to-digital converter, power supplier, and data acquisition and analysis program. In the previous study, the synthesizer module and the analog module which is essential to the ECT system were primarily developed, and in this study the data acquisition and analysis program were developed. The operation system for this program is based on the Windows 7, and optimized for the Korean users, and the specific feature of this program using setup wizard enables inspector to make a setup easily for acquisition and analysis of ECT data. In this paper, the configuration and functions of eddy current data acquisition and analysis program will be introduced.

Risk Assessment Technique for Gas Fuel Supply System of Combined Cycle Power Plants (II) : Based on Piping System Stress Analysis (복합화력발전의 가스연료 공급계통에 대한 위험도 평가 기법 연구 (II) : 배관 시스템 응력 해석을 이용한 위험도 평가)

  • Yu, Jong Min;Song, Jung Soo;Jeong, Tae Min;Lok, Vanno;Yoon, Kee Bong
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.27 no.2
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    • pp.14-25
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    • 2018
  • The combined cycle power plant has a cycle of operating the gas turbine with fuel, such as natural gas, and then producing steam using residual heat. The fuel gas is supplied to the gas turbine at a level of 4 to 5 MPa, $200^{\circ}C$ through a compressor and a heat exchanger. In this study, the risk assessment method considering the piping system stress was carried out for safe operation and soundness of the gas fuel supply piping system. The API 580/581 RBI code, which is well known for its risk assessment techniques, is limited to reflect the effect of piping stress on risk. Therefore, the systematic stress of the pipeline is analyzed by using the piping analysis. For the study, the piping system stress analysis was performed using design data of a gas fuel supply piping of a combined cycle power plant. The result of probability of failure evaluated by the API code is compared to the result of stress ratio by piping analysis.

Hydrogen Compressor Cycle Analysis for the Operating Pressure of 50 MPa and High Charging Capacity (50 MPa급 대용량 수소압축기 사이클 해석)

  • Song, Byung-Hee;Myoung, No-Seuk;Jang, Seon-Jun;Kwon, Jeong-Tae
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.21 no.2
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    • pp.66-73
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    • 2020
  • In the hydrogen compression cycle, which is currently being developed, hydrogen is compressed to a very high pressure using a compressor, and then stored and used in a high-pressure vessel. This shows that an increase in the temperature of hydrogen in the vessel due to a pressure rise during the filling process and the pressure fatigue due to the repeated cycle may cause problems in the reliability of the vessel. In this paper, for the entire processes in a 50 MPa hydrogen compression system, theoretical and numerical methods were conducted to analyze the following: the temperature increase of hydrogen in the vessel and the time required to reach thermal equilibrium with the surroundings, the change in temperature of hydrogen passing through the pressure reducing valve, and the required capacity of the heat exchanger for cooling the vessel. The results will be useful for the design and construction of hydrogen compression systems, such as hydrogen charging stations.

Process gas purification using cyclone recirculation and cooling process (싸이클론 재순환, 냉각공정을 이용한 공정가스 정제 연구)

  • Kim, Ju-Hoe;Jo, Woo-Jin;Choi, Young-Tae;Jo, Young-Min;Kim, Sang-Bum
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.1
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    • pp.25-33
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    • 2018
  • Renewable energy has been of interests in the area of modern alternative fuels. Biogas is produced in waste landfill sites through anaerobic digestion processes, including hydrolysis, acidogenesis, organic acid fermentation (acetogenesis), and methane fermentation (methanogenesis). High contents of fine dust and moisture limited its utilization for direct combustion, town gas and vehicle fuel. Thus, this study proposed a new design for a cooling device using a centrifugal cyclone for simultaneous removal of fine dust and moisture as a pretreatment in the purification processes. A heat exchanger and an ID fan, which are installed inside and outside of the cyclone, in order to cool the humid gas below the freezing point and form a foggy mist. Such an atmosphere enhanced to capture fine dust as recirculating the cold mist flow. The water removal rate was 80.8% at a relative humidity of 95%, and the particle removal efficiency was 98.3% for $2.5{\mu}m$. Simultaneous removal efficiency was 70.8% and 99.6% for particle and moisture respectively.

Applicability of the Hydrocyclone for Efficiency Improvements to Sea-water Cooling Systems (해수 냉각시스템 효율 향상을 위한 하이드로사이클론의 적용가능성)

  • Kim Bu-Gi;Han Won-Hui;Cho Dae-Hwan;Choi Min-Seon
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.11 no.2 s.23
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    • pp.109-115
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    • 2005
  • Hydrocyclone has been widely used for the solid-liquid separation in many industrial sites because of its comparatively preferable applications that can be applied to wide-range particle sizes. If seawater with impurities flows through pumps or heat exchanger, it might cause an decrease in the efficiency of cooling system In this paper, we have suggested some methods of separating impurities from seawater in the cooling system by using a Hydrocyclone. The effects of design factors as solid concentration, cyclone inlet pressure, flow rate and diameter of underflow on the separating performance of the Hydrocyclone were investigated The results from this study are summarized as follows: 1) In proportion to the decrease of solid concentration, the efficiency of solid-liquid separation is improved. 2) According as the cyclone inlet pressure increases the efficiency of separation is improved. Conclusively, this research suggested that the Hydrocyclone will be used as a pre-treatment system of cooling water in machines, and eventually prevent unexpected accidents in engine systems.

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Applicability of the Hydrocyclone for Efficiency Improvements to Sea-water Cooling Systems (해수 냉각시스템 효율 향상을 위한 하이드로사이클론의 적용가능성)

  • Kim Bu-Gi;Han Won-Hui;Cho Dae-Hwan;Choi Min-Sun
    • Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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    • 2004.11a
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    • pp.109-115
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    • 2004
  • Hydrocyclone has been widely used for the solid-liquid separation in many industrial sites because of its comparatively preferable applications that can be applied to wide-range particle sizes. If seawater with impurities flows through pumps or heat exchanger, it might cause an decrease in efficiency of cooling system. In this paper, we have suggested some methods of separating impurities from seawater in the cooling system by using a Hydrocyclone. The effects of design factors as solid concentration, cyclone inlet pressure, flow rate and diameter of underflow on the separating performance of the Hydrocyclone were investigated The results from this study are summarized as follows: 1) In proportion to the decrease of solid concentration, the efficiency of solid-liquid separation is improved 2) According as the cyclone inlet pressure increases the efficiency of separation is improved Conclusively, this research suggested that the Hydrocyclone will be used as a pre-treatment system of cooling water in machines, and eventually prevent unexpected accidents in engine systems.

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