• 제목/요약/키워드: 열역학적 사이클

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브레이튼과 펄스 데토네이션 복합 엔진 사이클의 열역학적 성능 해석 (Thermodynamic Analysis of Hybrid Engine Cycle of Brayton and Pulse Detonation Engine)

  • 김건홍;구자예
    • 한국항공운항학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.1-10
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    • 2007
  • When detonation is occurred, the working fluid is compressed itself, though there are no other devices that compress the fluid. As a result, an engine which uses detonation for a combustion process doesn't need moving parts so that the engine can be lighter than other engines ever exist, and such an engine is often referred to as a pulse detonation engine. Since using detonation has higher performance than using deflagration, many studies have been attempting to control and analyze the engines using detonation as combustion. The purpose of this study is to analyze the hybrid cycle which is consisted of Brayton and Pulse Detonation Engine cycle. At first, we set the theoretical basis of detonation analysis, and after that we consider two hybrid cycles; a turbojet hybrid cycle and a turbofan hybrid cycle. The more energy released, the higher detonation Mach number the detonation wave has. In general, a cycle which has a detonation process has higher performances but thermal efficiency of hybrid turbofan engine.

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HFC-134a 자동차용 공조시스템의 열역학적 사이클 특성에 관한 연구 (A Study of Thermodynamic Cyclic Characteristics of HFC-134a Automotive Air-Conditioner System)

  • 이규현;원종필
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.51-64
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    • 1994
  • Analytical study on the thermodynamical cyclic behabiour and characteristics of HFC-l34a refrigerant for automotive air conditionser system for the replacement of existing CFC-12 has been carried out in this paper through development of system performance simulation program, expecially in the view point of system design considerations. The results indicate that HFC-l34a system will give a greater refrigerating capacity than CFC-12 if appropriate engineering measures such as proper codensers, flow controllers, etc., taken for certain operating conditions. The results, however, also show that the operating power for compression process increases over entire temperature range as a result of decreasing volumetric efficiency due to larger specific volume and increased discharging pressure. The present study results indicate that proper selection of condensing and evaporating temperature plus refrigerant control is very important performance factor to have better COP in the HFC-134a system design.

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터빈 추기를 이용한 재생 유기랭킨사이클의 열역학적 성능 해석 (Thermodynamic Performance Analysis of Regenerative Organic Rankine Cycle using Turbine Bleeding)

  • 김경훈;황선;김만회
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제26권4호
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    • pp.377-385
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    • 2015
  • This paper presents a thermodynamic performance analysis of regenerative organic Rankine cycle (ORC) using turbine bleeding to utilize low-grade finite thermal energy. Refrigerant R245fa was selected as the working fluid. Special attention is paid to the effects of the turbine bleeding pressure and the turbine bleed fraction on the thermodynamic performance of the system such as net power production and thermal efficiency. Results show that the thermal efficiency has an optimum value with respect to the turbine bleeding pressure and the net power production is lower than the basic ORC while the thermal efficiency is higher.

이중 팽창을 채용한 유기 플래시 사이클(OFC)의 열역학적 성능 특성 (Characteristics of Thermodynamic Performance of Organic Flash Cycle (OFC) with Double Expansion)

  • 김경훈;한철호;정영관
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제29권5호
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    • pp.483-489
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    • 2018
  • Recently proposed organic flash cycle (OFC) was shown to potentially improve power generation using low grade heat source. In this paper, a thermodynamic performance is carried out for a modified OFC employed double expansions. Effects of the selection of working fluid and the important system parameters such as the temperatures in flash evaporators on the system performance were extensively investigated. Results showed that the system performances are strongly influenced with the system parameters and selection of the working fluid, and the power generation can be increased compared to the basic OFC.

신재생에너지로 구동되는 칼리나 사이클 기반 삼중 병합 생산 시스템의 열역학적 성능 특성 (Thermodynamic Performance Characterictics of a Tri-Cogeneration System Based on Kalina Cycle Driven by Renewable Energy)

  • 한철호;김경훈;정영관
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.649-655
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    • 2021
  • The recently proposed Kalina based power and cooling cogeneration cycles (KPCCCs) have shown improvement in the energy utilization of the system compared to the basic Kalina cycle. This paper suggests a combined tri-cogeneration system for power, heating and cooling based on the Kalina cycle. And thermodynamic performances of the suggested system based on the first and second thermodynamic laws are parametrically investigated with respect to the ammonia mass fraction and the boiler pressure. Results showed that the thermodynamic performance of the system could be greatly improved compared to the former KPCCCs.

발전소 온배수를 이용한 1MW급 폐쇄형 해양온도차발전 성능해석 (Analysis of 1MW Closed OTEC Cycle Using Thermal Effluent and Waste Heat)

  • 김현주;이호생;정동호;문덕수
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권4호
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    • pp.470-476
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    • 2010
  • 발전소 온배수 및 폐열을 이용한 1 MW급 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 대한 성능을 비교 분석하였다. 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 대한 열역학적 모델은 랭킨 사이클이고, 기화기 증발 열원으로 발전소 온배수를 이용하여 사이클 효율, 기화기 및 응축기 열량 등 사이클 성능을 비교 분석하였다. 발전소 온배수 온도가 증가함에 따라 기화기 내 증발 포화압력은 상승하게 되고 그로 인해 사이클 효율은 증가하였고, 총 출력 1 MW에 필요한 기화기 및 응축기 용량은 감소하였다. 따라서 발전소 온배수는 폐쇄형 해양온도차발전에서 주요한 열원으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 주위 이용 가능한 폐열이 있을 때 기화기 출구 작동유체와 열교환시켜 터빈으로 유입되는 작동유체의 온도를 상승시킨다면 사이클 효율은 크게 증가할 것이다.

하이브리드 Tri-generation 가스엔진-유기랭킨사이클 시스템의 설계 및 열역학적 해석 (Design and Thermodynamic Analysis of Hybrid Tri-generation Gas Engine-Organic Rankine Cycle)

  • 성태홍;윤은구;김현동;최정환;채정민;조영아;김경천
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.79-87
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    • 2015
  • In a gas engine, the exhaust and the engine cooling water are generated. The engine cooling water temperature is $100^{\circ}C$ and the exhaust temperature is $500^{\circ}C$. The amount of heat of engine cooling water is 43 kW and the amount of heat of exhaust is 21 kW. Eight different hybrid organic Rankine cycle (ORC) system configurations which considering different amount and temperature of waste heat are proposed for two gas engine tri-generation system and are thermodynamically analyzed. Simple system which concentrating two different waste heat on relatively low temperature engine cooling water shows highest thermal efficiency of 7.84% with pressure ratio of 3.67 and shaft power of 5.17 kW.

가스 엔진 배열을 이용한 유기랭킨사이클 시스템의 열역학적 해석 (Thermodynamic Analysis on Organic Rankine Cycle using Exhaust Heat of Gas Engine)

  • 성태홍;윤은구;김현동;최정환;채정민;조영아;김경천
    • 한국가스학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.66-73
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    • 2015
  • 가솔린 엔진에서 개조된 가스 엔진에서 발생하는 냉각수와 배기가스를 분석하여 복합발전 시스템에서 활용 가능한 폐열의 양과 질을 확인하였다. 엔진 배기가스의 온도는 $573.8^{\circ}C$이고, 엔진 출구 냉각수의 온도는 $85.7^{\circ}C$이고, 폐열의 양은 엔진 냉각수가 배기가스에 비교하여 두 배 수준이었다. 두 가지 폐열의 상이한 온도와 양에 대응하는 유기랭킨사이클 (Organic Rankine Cycle: ORC) 발전시스템을 설계하고 열역학적 분석을 수행하였다.

유기 랭킨 사이클 시스템의 열역학적 최적화 (Thermodynamic Optimization of a Organic Rankine Power Cycle)

  • 이원용;원승호;정헌생
    • 태양에너지
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    • 제10권3호
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    • pp.35-45
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    • 1990
  • 주어진 열원에서 유기 랭킨 사이클 시스템을 통해 얻을 수 있는 최대 출력 조건에서의 최적 효율을 구하기 위한 이론식을 유도하였으며, 이것이 작동 유체의 열물성치에 의한 엔탈피를 기초로 하여 계산된 열효율과 비교하여 잘 일치되는 것을 확인하였다. 본 연구에서 유도된 결과식에 의해 최대 출력은 열원의 열용량과 초기 온도 그리고 핀치점 온도차만의 함수임을 알 수 있었으며, 이 때의 효율은 열원의 열용량과 관계없이 입열원과 방출열원 초기 온도와 핀치점 온도차의 함수임을 알 수 있었다. 여기서 구한 최대 출력시의 효율식은 실제 랭킨 사이클 시스템의 설계를 위한 최적 설계지표로 사용될 수 있으며 실제 발전소의 성능 예측을 위한 최적 효율로도 사용될 수 있을 것이다.

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리큐퍼레이터를 고려한 50KW급 터보제너레이터 가스터빈 엔진의 성능해석 (Performance Analysis of a 50㎾ Turbo-Generator Gas Turbine Engine with a Recuperator)

  • 김수용;수다레프
    • 한국추진공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.48-55
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    • 1999
  • 50㎾급 터보제너레이터 가스터빈 엔진에 리쿠퍼레이터가 부착되는 경우 성능 변화를 조사하였다. 리쿠퍼레이터는 군사 및 소형 자동차용 엔진에 경제적 연비와 배기가스 저감의 목적으로 많이 적용되어 왔다. 열역학적 관점에서 볼 때 재생사이클은 압축비 10이하 및 비교적 낮은 터빈 입구온도에서 사이클의 효율 상승에 기여하는 바가 큰 것으로 나타난다. 1축단순사이클 터보제너레이터 가스터빈 엔진에 리쿠퍼레이터를 부착하는 경우 리쿠퍼레이터 효율 $\varepsilon$ = 0.5에서 엔진의 효율은 상대적으로 약 30% 증가하는 것으로 나타났고 이때 열교환기내의 압력 손실은 5.2%로 설계하였다. 용이한 제작, 구조적 견고성, 최소의 누출 둥의 장점으로 튜브형의 열교환 시스템이 본 가스터빈 엔진에 적합한 것으로 판단되었다.

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