• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.37 no.9
• /
• pp.815-821
• /
• 2013

The efficiency and lifetime of a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) system is critically affected by the humidity of the incoming gas, which should be maintained properly under normal operating conditions. Typically, the incoming gas of a fuel cell is humidified by an external humidifier, but few studies have reported on the device characteristics. In this study, a laboratory-scale planar membrane humidifier is designed to investigate the characteristics of water transport through a hydrophilic membrane. The planar membrane humidifier is immersed in a constant temperature bath to isolate the humidifier from the effect of temperature variations. The mass transfer capability of the hydrophilic membrane is first examined under isothermal conditions. Then, the mass transfer capability is investigated under various conditions. The results show that water transport in the hydrophilic membrane is significantly affected by the flow rate, operating temperature, operating pressure, and flow arrangement.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.38 no.6
• /
• pp.475-482
• /
• 2014

This paper presents the results of an experimental feasibility study on low-temperature differential Stirling engines with water spray heat transfer. The water spray enhances the efficiency of the heat transfer from heat sources to the engine and reduces the performance degeneration due to the dead volumes of conventional heat exchangers. A test Stirling engine was developed and an experiment was conducted to determine the characteristics for the initial start-up, steady-state operation, and power output for various flow rates and temperatures of hot supply water. The test results showed that larger flow rates led to reductions in the minimum working temperature of the hot water at start-up. During a series of steady-state operations, higher flow rates and temperatures increased the working speed. Furthermore, the work per cycle and power output were also increased. Eventually, the test Stirling engine had a power level of 0.05 W. Based on this, further research will be conducted to obtain a higher power output and investigate various applications.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 2010.04a
• /
• pp.44-44
• /
• 2010

대부분의 산업분야에서 사용되는 공업로는 연소 시 $1000^{\circ}C$이상의 고온 배기가스가 배출되고 있기 때문에, 이들 배기가스로부터 폐열을 회수하여 에너지를 절감하고자 열교환기를 사용하고 있다. 하지만 현재 사용되고 있는 금속 소재의 열교환기의 경우 사용온도가 $800^{\circ}C$로 제한되어 있으며, 산화, 부식, creep등의 문제가 대두되고 있다. 본 연구에서는 세라믹 소재의 열교환기를 제작하여 열전달율, 공기누설율등을 평가하는 성능실험을 하였다. 실험방법은 연소시작 후 정상상태에 도달하기까지의 경향을 알아보고 공기유량과 가스유량에 변화를 주었을 때, 열전달율과 공기누설율등을 평가하고 이론적인 데이터와 비교하였다. 실험 결과, $1300^{\circ}C$이상의 환경에서도 정상적으로 작동하였으며, 외부환경조건을 고려하였을 때, 이론적인 데이터와 근접한 데이터를 얻을 수 있었다. 그러나 대류열전달에 의한 열손실과 공기누설등이 문제점으로 지적되었다. 향후 연구에서는 대류열전달에 의한 열손실을 고려한 연구와 효과적인 씰링으로 누설을 줄일 수 있는 실험장치를 개발할 필요가 있다.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
• /
• 2001.06a
• /
• pp.270-273
• /
• 2001

본 논문에서는 실시간 성능 관리를 위해 패킷 분석 시스템을 설계하고 구현하였다. 기존의 MIB 정보를 이용한 망 관리에서는 관리국의 주기적인 요청으로 각 에이전트의 MIB 정보를 가져와 분석하는 방식으로, 실시간 감시에는 적합하지 않은 단점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 실시간 트래픽 감시를 위해 시스템을 설계하고 구현하였다. 제안된 시스템은 트래픽 상태를 감시하는 모니터링 시스템과 관측된 트래픽을 보여주는 인터페이스 부분으로 나눌 수 있다. 모니터링 시스템은 각 노드의 트래픽을 감시하여 각 패킷별로 구분하여 사용자 인터페이스에 넘겨주게 되며, 이를 사용자 인터페이스에서는 수치형 자료로 표시하거나, 범주형 자료인 그래프로 나타내게 된다. 이 시스템은 각 노드의 부하 여부를 감시하여, 비정상적인 트래픽의 폭주를 발견하게 되면 분석 모듈의 작동에 의해 해킹을 비롯한 네트워크 장애를 감지할 수 있다. 이는 실시간 망 관리의 중요한 기본 기술로 여러 분야에 활용할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.218-223
• /
• 2017

This paper deals with a fault diagnosis algorithm using the Kalman filter for a 75-ton Liquid Propellant Rocket Engine (LPRE). To design the Kalman filter, we linearized a non-linear simulation model of a 75-ton LPRE at an operating point, and checked the performance of the Kalman filter by comparing the measured values with estimated values of the states. Then, we artificially injected a fault of the turbopump efficiency into the simulation to confirm the performance of the fault diagnosis algorithm with the developed Kalman filter by comparing the variation of the residuals of the normal state with that of the fault cases.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.31 no.5
• /
• pp.100-109
• /
• 2003

A performacne simulation model of the PT6A-62 turboprop engine using the $SIMULINK^R$ was proposed to predict transient and steady state behaviors. The $SIMULINK^R$ has several advantages such as user-friendliness due to the GUI(Graphic User Interfaces) and ease in the modification of the computer program. The $SIMULINK^R$ model consists of subsystems to represent engine gas path components such as flight initial subsystem, compressor subsystem, burner subsystem, compressor turbine subsystem, power turbine, exhaust nozzle subsystem and integrator subsystem. In addition to subsystems, there are search subsystems to find an appropriate operating point by scaling from the 2-D components look-up table, Gasprop Subsystem to calculate the gas property precisely. In case of steady state validation, performance results analyzed by the proposed $SIMULINK^R$ model were agreed well with the analysis results by the commercial GASTURB program. Moreover in validation of the transient model, it was found that performance simulation results by the proposed model were reasonable agreement with analysis results by the well-proved computer program using FORTRAN.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.46 no.5
• /
• pp.915-921
• /
• 2008

In most PEM fuel cell research, effects of cell geometry, physical properties of component such as membrane, carbon cloth, catalyst, etc. and water transport phenomena are key issues. The scope of these research was limited to single cell and stack except BOP(Balance of plant) of fuel cell. The research fouced on the fuel cell system usually neglect to consider detailed transport phenomena in the cell. The research of the fuel cell system was interested in a system performance and system dynamics. In this paper, the effect of the anode recirculation is calculated using the 2D steady-state model. For this work, 2D steady-state modeling and experiments are performed. For convenience of modifying of model equation, not commercial pakage but the in-house algorithm was used in simulation. For an vehicle industry, the analysis of the anode recirculation system helps the optimization of operating condition of the fuel cell.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.21 no.11
• /
• pp.765-770
• /
• 2020

The turbochargers used widely in diesel and gasoline engines are effective devices to reduce fuel consumption and emissions. In this study, the isentropic turbine efficiency of the steady flow in a twin-scroll turbocharger for the passenger vehicle gasoline engine was analyzed. The cold gas test bench was designed and made. The pressure and temperature of the inlet and exit of the turbine were measured at 60,000, 70,000, 90,000, and 100,000rpm under the steady-state flow. The isentropic turbine efficiency was calculated. The efficiency was the range of 0.53 to 0.57. The BSR and expansion ratio were changed from 0.71 to 0.84 and from 1.24 to 1.72, respectively. The isentropic turbine efficiency decreased with increasing BSR and expansion ratio. The operation of only scroll A or B was compared with that of the twin-scroll turbine. The isentropic efficiency of using only scroll B was higher than those of only scroll A at 60,000rpm. The isentropic efficiency of using only scroll A was higher than those of only scroll B at 100,000rpm. Therefore, the twin-scroll turbine used in this study is operating effectively in the wide speed range.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2003.04a
• /
• pp.22-24
• /
• 2003

유도성 기동 영구자석 전동기의 경우 고효율성 및 자기동성으로 인해 현재 산업계에서 많이 사용되고 있는 유도기를 대체할 가능성이 크다. 정상 상태에서는 영구자석 동기 전동기로 작동하며 기동시에는 유도바의 역할로 유도기로서 동기화에 이르게 된다. 이때, 적절한 설계가 이루어지지 않으면 기동 또는 동기화에 실패할 수 있으므로 기동시의 과도특성 해석은 매우 중요하다. 본 논문에서는 기계 방정식과 결합된 유한요소해석 프로그램을 이용하여 전동기의 기동 및 동기화 특성을 해석하고자 한다. 해석의 타당성을 검증하기 위하여 시험용 전동기를 제작하고 과도 상태 시험을 수행하여 해석결과와 비교한다.

• Journal of the KSME
• /
• v.32 no.11
• /
• pp.947-954
• /
• 1992

이 글에서는 엔진 윤활 시스템해석 프로그램의 구성 요인 및 프로우차트를 열거했으며 이렇게 만들어진 프로그램을 이용하여 엔진의 개선 및 신엔진 개발 시에 매개변수를 변화시켜가며 오일 유로의 설계와 요구되는 오일량을 결정하여 최적의 윤활시스템을 설계할 수 있다고 본다. 참고로 밸브시스템의 정상적인 작동을 유지하는 상태에서 요구되는 토출 유압과 유량이 줄어들면 오일 펌프의 용량을 줄일 수 있고 그로 인해 오일 펌프 구동손실도 줄일 수 있다. 또한 최적 유량이 공급될 때 엔진 구동손실을 최소화할 수 있다. 더나아가 본 해석으로 얻은 최적화된 유량이 만족 된 이상적인 윤활 부위의 치수가 결정된 상태에서 운동부의 마찰을 최소화하는 엔진 마찰의 수치해석적 모델을 개발하는 것도 흥미있는 과제이다. 또한 간단한 테스트 리그 제작에 의한 각 윤활 부품에서의 압력-유량 관계 실험식의 정확도를 높이는 것도 앞으로의 과제이다.