• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.32-38
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• 2009

R744용 초임계 증기압축식 냉동시스템의 작동변수에 대한 기초설계자료를 제공하고자 냉동능력, 압축일량, 성적계수에 대한 사이클 성능분석을 실시하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수는 R744 증기압축식 사이클의 과열도, 가스냉각기 출구온도, 증발온도이다. R744의 냉동능력은 과열도가 증가할수록 증가하는 반면, 증발온도와 가스냉각기 출구온도가 증가할수록 감소한다. 압축일량은 R744의 과열도와 냉각압력과 함께 증가하나 증발온도는 증가할수록 감소한다. 그리고 성적계수는 가스냉각기의 출구온도와 증발온도가 증가할수록 증가하는 반면, 과열도는 감소한다. 그러므로, R744용 초임계 증기압축식 냉동시스템의 냉동능력, 압축일량, 성적계수는 과열도, 가스냉각기 출구온도, 증발온도에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 따라서, R744용 초임계 증기압축식 냉동시스템을 설계할 경우에는 이러한 영향을 면밀하게 파악하여야 한다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.115-115
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• 1995

다중 효용관식 증발기는 보통의 증발기에서 응축하여 제거하는 증기를 다음 효용관의 가열원으로 재사용하는 것으로 그 자체로도 에너지 절감효과가 있는 것으로 알려져 있다[1,2,4]. 기계식증기 재압축 증발기는 보통 증발기에서 응축시켜 제거하는 발생 증기를 압축하여 고온의 증기로 만든 다음 가열원으로 재이용하는 장치로 이에 대한 효용은 문헌에 잘 나타나있다[3,4]. 여기서는 다중효용관과 증기 재압축기를 조합한 증발기 중에서 Forward feed 방식의 다중효응관에 증기 재압축기를 부착한 경우에 대하여 타당한 물질수지, 열수지, 전열 식, 상평형식을 소개하였다. 또한 압축기의 용량을 결정하기 위한 단열압축공정의 지배방정 식을 소개하였다. 원료의 조건, 효용관의 수 및 총전열온도차가 주어지면 상기의 지배방정식의 해를 구할 수 있는데. 본연구에서는 Gauss-Seidel의 연속치환법을 이용하였다. 이와 같이 지배방적식의 해를 구하면 효용관의 면적, 압축펌프의 용량, 각효용관 입출구의 조건 등이 계산된다. 다중효용관 기계식 증기 재압축 증발장치의 최적화를 위하여는 효용관의 전열면적당 가격과 압축펌프의 용량당 가격 그리고 펌프를 운전하는데 필요한 전력의 요금 등의 자료가 요구된다. 총전열온도차에 따른 운전비와 시설비의 합이 최소가 되는 점이 최적 총전열온도차가 되는데 이 점을 구할 때에는 수치적으로 안정한 이분법을 이용하였다. Borland C++를 이용하여 프로그램하였으며 윈도우즈 환경에서 수행되게 하였다. 사용자 쉽게 이용할 수 있게 하기 위하여 각종 필요한 데이터를 입력할 수 있는 Edit box가 화면에 나타나게 하였다. 또한 입력된 데이터를 저장하거나 불려올 수 있는 메뉴, 입력된 데이타를 이용하여 효용관의 면적과 압축기의 용량을 계산하거나 효용관의 수가 주어졌을 때 총전열온도차를 최적화하는 것을 선택할 수 있는 메뉴 그리고 계산 결과를 파일로 혹은 프린트로 출력할 것을 선택할 수 있는 메뉴가 있다. 사용자는 해당되는 데이타를 입력한후 마우스로 원하는 작업의 메뉴를 선택하면 된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1148-1150
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• 2004

본 논문에서는 $400^{\circ}C$ 이상의 과열 증기발생을 위하여 6kW급 유도가열장치를 개발하여 식품건조 시스템에 적용한 예를 보인다. 유도가열장치는 과열 증기의 온도를 제어하기 위하여 인버터 입력 전압을 $100\sim200V$로 가변제어가 가능하게 하였고, 인버터 입력 전압은 벅컨버터를 사용하여 기준 전압을 과열증기의 온도에 대한 전압 값을 사용하여 제어하였으며, LC 공진에 의해 발생한 전류로 증기 가열 챔버를 유도 가열하여 과열 증기를 발생하게 하였다. 발생한 과열 증기는 식품 건조를 위하여 건조로에 투입되어 고온 건조에서 식품의 건조시간을 단축시킬 수 있었으며, 식품의 손상을 줄일 수 있었다. 이의 검증을 위하여 유도 가열 장치를 설계/제작하여 실험하였으며, 식품 건조 테스트를 행하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.2008-2013
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• 2006

열장치의 열성능 평가를 위한 수치 해석에서는 온도, 압력, 체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 열 역학적 성질들의 수치 값이 필요하다. 그러나 열역학적 성질들 사이의 관계를 나타내는 증기표는 그대로 이용할 수는 없기 때문에 모델링하여 사용하여야 한다. 본 연구에서는 스플라인 보간법과 비교함으로써, 습포화증기의 모델링에 신경회로망의 적용 가능성을 검토하였다. 다층신경 회로망을 구성하기 위하여 입력층으로 온도에 대한 1개의 노드, 두 개의 은닉층은 각각 10개와 20개의 노드, 출력층은 포화액과 건포화증기에 대한 비체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 6개의 노드로 구성하였으며, 스플라인 보간법은 2차 다항식과 3차 다항식을 사용하였다. 소구간으로 구성 된 스플라인 보간법과 비교하여 신경회로망 모델링은 비슷한 백분율 오차를 보여주었으며, 이 결과로부터 넓은 온도 범위의 증기표 모델링에 신경회로망이 아주 강력한 방법임을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.47-55
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• 1999

본 논문에서는 반복적 방법을 이용하여 열교환기 시스템의 온도제어를 위한 제어기를 구성하였다. 쌍선형 시스템으로 표현되는 열교환기 시스템에 대하여 최적이론을 적용하기 위하여 반복적 방법이 가능하도록 시스템을 구성하였으며, 상태궤환 제어기의 설계를 위하여 이 시스템의 상태인 증기온도를 추정하기 위한 확장 칼만 필터를 제시하였다. 또한 설계된 제어기를 화력발전소의 과열기 시스템의 온도제어에 적용하였고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 추정값이 외부입력의 변동 하에서 상태값에 적절하게 추종됨을 확인하였으며, 출구의 증기온도가 이러한 외부입력의 변동 하에서 주어진 목표치고 추종함을 보였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.217-223
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• 1996

혼합증기(수증기/공기)의 막응축 열전달 계수를 수직한 벽면에서 측정하고 상관식을 개발하였다. 열전달 상관식은 액막측과 증기측으로 구분하여 만들었고, 액막측 전열계수의 상관식은 액막의 Reynolds수와 Prandtl수의 함수로 나타냈으며, 증기측 전열계수의 상관식은 증기의 Reynolds수, Prandtl수, Schmidt수 및 공기의 질량분율, 액막 Reynolds수의 함수로 제안하였다. 응축 액막의 두께와 확산층의 순간온도 측정결과로부터 액막의 파형 계면이 확산층에서의 열 및 물질전달에 큰 영향을 끼치고 있음을 확인하였고, 증기측 전열계수의 상관식에 포함된 액막 Reynolds수가 파형 계면의 영향을 반영하고 있다.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.44-56
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• 1998

분리형 히트파이프식 열교환기는 증발기와 응축기를 폐열원과 열풍이 필요한 곳에 분리설치하고 증기 및 액체의 연락관으로 두 열교환기를 연결하여 하나의 폐루프를 구성하고 증발기와 응축기의 설치 높이차에 의해 작동이 이루어지는 것이다. 따라서 고온 및 저온유체의 병류 및 향류의 혼합배치가 용이하다는 장점이 있으나, 고온유체의 온도가 높을 경우에는 포화증기의 압력이 높아져 파이프가 견딜 수 있는 사용한계를 초과하게 될 수 있다. 또한 너무 낮으면 증기의 비체적증가와 함께 유속의 증가로 압력손실이 커져 설치높이차를 크게 하던지 증기연락관의 직경을 크게 하여야 하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 설계과정에서 고온유체 및 저온유체의 온도, 유량 등이 정하여진 상태에서 병류 및 향류로 배치하는 경우에 분리형 히트파이프식 열교환기를 Lmtd방법으로 설계하고, 고온 및 저온유체의 온도 및 유량이 실제 운전과정에서 변화가능한 범위에 대해 Ntu 방법으로 열교환량,포화증기압력 및 압력손실에 따른 증발기와 응축기의 설치높이차 등에 대한 가동특성을 고찰하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.344-351
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• 1995

증기발생기가 원자로압력용기안에 위치한 일체형원자로의 개발을 위해서 가장먼저 개발되어야 할 요소기술은 관류형 증기발생기의 설계기술이다. 증기발생기는 기존의 상용로에서 사용되고 있는 재순환형 증기발생기와 관류형 증기발생기로 분류 할 수 있는데, U-튜브를 사용하는 재순환형 중기발생기의 경우 습분분리기와 증기건조기 등이 많은 공간을 요구하고 있고, 또한 중기발생기를 압력용기 안에 위치시킬 경우 일차측과 이차측의 냉각수 유로형태, 유동장의 안정성 등의 문제 때문에 일체형원자로에서는 관류형 증기발생기의 도입이 일반화 되어있기 때문이다. 본 연구에서는 관류형(직관 및 나선 전열관형) 증기발생기의 열수력학적 설계 및 성능분석을 위한 프로그램, ONCESG를 개발했다. 개발된 모델링 및 컴퓨터코드의 검증을 위해 외국의 관류형 중기발생기(직관형:미국/영국의 SIR, 나선형:일본의 MRX, SPWR)의 설계자료를 ONCESG프로그램을 사용해 모사한 결과와 이미 발표된 설계자료와의 비교분석을 수행했다. 모사결과 계산된 관류형 증기발생기의 열전달면적, 압력 및 온도분포가 외국의 발표된 설계자료와 잘 일치했으며, 개발된 ONCESG코드를 일체형 신형원자로의 개념설계시 다양한 목적으로 활용할 수 있음을 보였다.

• 에너지공학
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• 제18권3호
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• pp.203-211
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• 2009

기존의 CFC 계열 및 HCFC 계열 냉매들이 오존층 붕괴와 지구온난화의 원인들 중의 한가지로 밝혀지면서 이것을 대체할 수 있는 냉매의 개발은 주요한 연구과제였다. 이제 몇 가지 대체 냉매들이 개발되면서 이것들 이 냉동시스템에 사용될 때 발생하는 상용성 (Compatibility)이 연구될 필요가 있다. 본 연구에서는 대체냉매의 상용성 연구의 일환으로 1,1,1,2-Tetrafluoroethane(HFC-134a) +1,1,1-Trifluoroetane(HFC-143a) + Pentafluoroethane (HFC-125)의 혼합대체냉매 HFC-404a 와 냉매 윤활유의 하나인 POE 오일 혼합물의 증기압을 측정하였다. 측정온도범위는 냉매 시스템의 운전온도를 고려하여, 263.15K 에서 323.15 K로 하였으며 오일농도범위는 0 mass% 에서 90 mass% 까지로 하였다. 측정결과 273.15K 이하의 온도에서 오일 농도 30 mass%까지 증기압에 대한 오일의 영향은 미미하였으며 50 mass% 이상에서는 증기압이 급격히 떨어지는 것이 밝혀졌다. 측정자료를 이용하여 HFC-404a와 POE 오일 혼합물의 증기압을 예측할 수 있는 모형을 개발 하기 위하여 Rault 모델과 Flory-Huggins 모델을 사용하여 측정치와 비교하였다. 그리고 보다 정확하고 실용적으로 증기압을 예측할 수 있는 경험식을 도출하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1993년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.37-41
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• 1993

ASPEN 코드를 이용하여 석탄가스화기에 영향을 주는 온도, 압력, 산화제 및 증기를 변수로 선택하여 각 변수의 변화에 따른 가스화기의 온도 및 생성가스의 조성 변화를 살펴보았다. 석탄가스화기는 combustion zone, char gasification zone 및 gas shift reaction zone의 3부분으로 나뉘어 각 영역의 특성에 맞게 모사 되었다. 온도와 산화제는 석탄가스화기에 커다란 영향을 주는 요소로 나타났고, 압력과 증기 또한 주요 변수인 것으로 나타났다. 본 연구의 궁극적 목적은 석탄가스화기의 운전 조건을 최적화하는데 있다.