• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.301-307
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• 2011

본 연구에서는 생활폐기물 관로이송 설비에서 사용되고 있는 터보블로어 입구베인의 설정각도에 따른 성능특성을 삼차원 나비어-스톡스 방정식을 통한 수치해석과 실험적인 방법을 적용하여 분석하였다. 다양한 압력특성에 따라 운전되는 시스템 특성을 고려하여 2 대의 터보블로어를 직렬로 연결한 실험용 시뮬레이터를 설계, 제작하고 각각의 터보블로어 성능특성을 입구베인의 설정각도에 따라 분석하였다. 입구베인의 설정각도에 따른 터보블로어 성능특성을 수치해석과 실험적 평가밥법으로 분석하여, 입구베인 설정각도가 완전 개방조건인 90 도에서 60 도까지 사용하였을 경우 효율의 손실없이 압력 및 유량을 제어할 수 있음을 확인하였다. 입구베인의 설정각도가 작은 경우에는 입구측의 스월흐름으로 인하여 입구 유속분포가 불균일하게 되며, 이로 인하여 하류측에 설치되는 터보블로어의 효율이 상대적으로 감소됨을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.676-678
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• 2011

히트펌프 사이클을 이용한 건조 공정은 최종 제품의 생산을 위하여 많은 산업 분야에 요구되는 필수 공정으로 본 논문에서는 대형 히트펌프 건조기의 상부 분리대의 가이드 베인의 형상 및 수량을 최적화 하였다. 이를 위해 팬은 성능곡선 모델을 사용하였고, 증발기와 응축기는 다공성 매질로 가정하였다. 이는 팬을 통과하여 가이드 베인을 따라 건조기 입구로 들어가는 바람의 균일도를 예측할 수 있어 설계 정확도 향상에 기여할 수 있다.

• 플랜트 저널
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• 제18권2호
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• pp.32-40
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• 2022

본 연구에서는 부분부하 운전 시 가스터빈의 공기량 조절에 따른 열병합 발전의 운전데이터 변화를 알아보았다. 가스터빈 부분부하 80%시 시뮬레이션 한 결과 입구가이드베인을 최대 24% 추가로 닫을 수 있었고, 압축기 공기량은 66.11 kg/s 감소, 배기가스 온도는 52℃ 상승시킬 수 있었다. 부분부하 90%는 입구가이드베인을 최대 12% 추가로 닫을 수 있었고, 압축기 공기량은 33.33 kg/s 감소, 배기가스 온도는 23℃ 상승 시킬 수 있었다. 열부하 추종운전 시 부분 부하 80%에서 출력을 최대 5.68 MW 상승, 복합발전 효율을 0.73% 상승, 열병합발전 효율을 1.81% 상승 시킬 수 있었고, 부분부하 90%에서 출력을 최대 2.55 MW 상승, 복합발전 효율을 0.32% 상승, 열병합발전 효율을 0.72% 상승 시킬 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권4호
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• pp.397-404
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• 2012

디젤엔진 SCR 시스템 내에서 $NO_x$를 저감을 위한 베인 타입 스태틱 믹서의 혼합유동특성을 수치적으로 연구하였다. 믹서는 원형관의 입구로부터 유동방향으로 직경의 57배 떨어진 구간에 설치하였다. 베인이 유동 축과 이루는 각과 베인의 크기 그리고 위치의 변화에 따른 유동 및 혼합특성을 고찰하였다. 원형관내에서 믹서를 통과하는 유동의 특성은 UI, 선회비, 그리고 압력계수와 같은 특성화된 성능지수로 나타내었다. 해석결과 성능지수들은 베인 각과 차단비, 베인 위치와 같은 기하학적 변수에 영향을 받음을 확인하였다. 특히, 베인 각, 베인 크기가 커지거나 원형관내의 벽면에 가까이 설치될수록 선회비는 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.426-430
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• 2012

본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법으로 SDR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 유동 분포 및 체류 시간등을 확인하고 혼합 특성 개선을 위한 방법에 대해 연구하였다. 본 연구 대상 SDR 반응기는 입구 덕트와 반응기 본체의 접속 구간에 가이드 베인(Guide vane)이 설치되어 있고 그 바로 하부 지점에 흡수제를 분무하는 노즐이 설치되어 있다. 이는 처리가스가 반응기로 유입될 때 가이드 베인에 의해 선회류를 형성하여 분무된 흡수제와의 혼합을 촉진시키기 위한 목적으로 설치하였다. 시간당 1,971$m^3/min$ at $260^{\circ}C$의 처리가스가 반응기 상부로 유입되어 가이드 베인을 거쳐 선회류를 형성한 후흡수제와 혼합되어 하부로 배출되는 구조이다. 유동 특성을 분석한 결과, 처리가스가 반응기 중앙으로 강하게 편중되고 있었으며 반응기 양 측면으로 부상 기류가 형성되고 있음을 확인할 수 있다. 또한 강한 편류에 의해 체류시간도 매우 짧은 것으로 판단되는 바, 가이드 베인의 기류 안내 각도가 적합하지 못함을 확인할 수 있었다. 이는 곧 혼합 특성 저하에 따른 미반응 액적의 다량 발생과 함께 고착에 의한 스케일 형성 가능성이 매우 클 것으로 예상되므로 혼합 특성을 개선할 수 있는 설계 변경이 필요할 것으로 판단되었다. 따라서 편류를 해소하고 노즐 근처에서의 체공시간을 확보할 수 있도록 가이드 베인의 안내 각도를 더 크게 변경한 결과, 기존 설계상에서 본체 중앙에 형성되는 편류가 해소되고 선회류의 전개 각도가 커지면서 체류시간 역시 약 5초 이상으로 유지되고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 가이드 베인의 각도만 변경하더라도 본체 형상의 추가적인 변경없이 유동의 혼합 특성을 개선시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.3722-3730
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• 2015

하수 처리용으로 사용되는 소형 원심 압축기의 베인 없는 디퓨져와 볼류트 케이싱의 성능 개선을 수행하였다. 기존의 두 모델은 임펠러가 동일하나, 베인 없는 디퓨져의 폭과 길이 및 볼류트 케이싱의 형상은 서로 다르다. 기존 모델에 대한 실험과 유동해석 결과를 바탕으로 베인 없는 디퓨져와 볼류트 케이싱의 설계를 변경하였다. 세 모델에 대한 연구 결과로부터, 볼류트 케이싱의 단면적 및 입구 반경 길이는 볼류트 혀와 베인 없는 디퓨져 및 임펠러와의 상호작용 강도에 영향을 주었고, 시스템 손실량에 변화를 나타내었다. 베인 없는 디퓨져 폭이 감소하면 임펠러의 효율은 증가했지만 디퓨져에서의 손실도 증가하였다. 결과적으로 개선된 모델의 효율이 설계 점에서 기존 대비 약 2.88%p 향상된 것이 유동해석 결과로 확인되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권2호
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• pp.175-181
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• 2011

본 연구에서는 선박용 폐열회수 발전시스템에 적용 가능한 100kW급 구심터빈의 설계 및 CFD 해석기법을 이용하여 열사이클 시스템 및 구심터빈 최적화를 위한 설계자료를 확보하는 것이다. 구심터빈은 스크롤 케이싱, 18개의 베인노즐, 13개의 로터 블레이드로 구성되며, 해석격자는 격자테스트를 통해 약 230만개 정도의 최적격자를 구성하였다. 질량유량 0.5kg/s, 회전속도는 75,000rpm, 입구압력은 195~620kPa 범위 내에서 8가지 조건으로 설정하였다. 베인노즐 내부로 증기가 유입된 후 출구로 갈수록 노즐의 압력면과 흡입면의 압력이 비슷해지면서 마하수가 거의 같은 값을 보였다. 입구온도와 압력이 $250^{\circ}C$, 352kPa 일 때 등엔트로피 효율은 74%, 기계동력은 108kW의 해석결과를 보이고 있다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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• pp.148-154
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• 2008

Diverging channel from gas burner exit to the inlet section of Heat Recovery Steam Generator (HRSG) has been re-designed for 1 MW system. To improve the uniformity in velocity and temperature distribution of existing design(Case A and B) of 300 kW HRSG system, two additional test geometries have been chosen for the numerical simulation. At first, gas burner exit section has been centered to the inlet section of boiler(Case C) and uniformity has been improved considerably. Secondly, the diverging channel length can be further reduced for compact geometry with new guide vane design (Case D and E). Proposed design shows overall improvement in uniformity in velocity and temperature distribution compared to existing one.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권3호
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• pp.1-8
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• 2009

Diverging channel from gas engine exit to the inlet section of Heat Recovery Steam Generator (HRSG) has been re-designed for 1 MW system. To improve the uniformity in velocity and temperature distribution of existing design(Case A and B), two additional test geometries have been chosen for the numerical simulation. At first, gas burner exit section has been centered to the inlet section of the boiler(Case C) and uniformity in velocity and temperature distribution has been improved considerably. Secondly, the diverging channel length can be further reduced to compact geometry with new guide vane design (Case D and E). Proposed design shows overall improvement in uniformity in velocity and temperature distribution compared to existing one.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1172-1177
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• 2008

Diverging channel from gas burner exit to the inlet section of Heat Recovery Steam Generator (HRSG) has been re-designed for 1 MW steam supply and power generation system. Three different test geometries have been chosen for the numerical simulation. The existing design for 300 kW HRSG system (CASE B) has been improved by geometry and position changes of inlet guide vanes along with gas velocity entrance angle at the diverging channel inlet (CASE C). Both cases has been compared with the case where hot combustion gas is directly injected without any guide vanes (CASE A). Improved design shows overall uniform velocity and temperature distribution compared to existing design.