• Journal of Navigation and Port Research
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• v.44 no.4
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• pp.283-290
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• 2020

BOG (Boil Off Gas) generation is unavoidable in the liquefied hydrogen carrier, and proper measures are necessary to prevent pressure problems inside the cargo tank. The BOG can be used as propulsion fuel for ships, and the remaining parts used for propulsion must be effectively managed, such as in the form of reliquefying or burning. This study proposes an BOG reliquefaction system optimized for a 160,000 m3 liquefied hydrogen carrier with a hydrogen propulsion system. The system comprises a hydrogen compression and helium refrigerant section, and increases the efficiency by effectively using the cold energy of the BOG discharged from the cargo tank. In this study, the system was evaluated through the exergy efficiency and SEC (Specific Energy Consumption) analysis according to the rate of the reliquefaction of the BOG while the hydrogen BOG with a supply temperature of -220℃ entered the reliquefaction system. As a result, it showed SEC of 4.11 kWh/kgLH2 and exergy efficiency of 60.1% at the rate of reliquefaction of 20%. And the parametric study of the effects of varying the hydrogen compression pressure, inlet temperature of the hydrogen expander, and the feed hydrogen temperature was conducted.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.6
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• pp.579-582
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• 2012

Removing residual water in a fuel cell is a critical operational process for managing its performance and controlling its lifetime. Understanding the mechanism of water transport in fuel cells is essential for the design of the water removal process. In this study, an experimental method for measuring the water evaporation rate through a gas diffusion layer, which is a porous medium, under steady-state conditions was developed. Experimental bench tests were conducted to apply the developed method. Then, the effects of various parameters of the drying gas and the gas diffusion layer were experimentally measured. The water evaporation rate increased as the humidity of the drying gas decreased and the flow rate of the drying gas increased. In addition, a thinner gas diffusion layer yielded a higher water evaporation rate.

• 기계와재료
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• v.24 no.2
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• pp.62-71
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• 2012

세계적으로 NOx 저감 및 규제치의 강화로 인해 디젤기관에서 발생되는 NOx 제거에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 암모니아 환원제와 배출가스의 NOx를 혼합하여 촉매 존재하에서 NOx를 제거하는 시스템이 개발되고 있다. 대부분 암모니아를 보관성이 용의한 요소(Urea) 수용액으로 대체하여 배기관 내에 직접 요소수를 분사하며 요소 수용액이 고온의 배기가스에 의해 증발되어 암모니아를 환원시키며, 촉매를 통하여 탈질을 하는 Urea-SCR 시스템을 채택하고 있다. 따라서 촉매전단에서 요소수가 완전히 증발되고, 또한 촉매 입구에서 요소수의 증발로 인해 환원된 암모니아의 분포도 균일해야 함으로 Urea-SCR 시스템이 배기가스 유동 및 온도에 최적화된 분무특성을 가지는 분사제어 시스템을 제시하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.20 no.10
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• pp.105-111
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• 2003

ORVR filler neck check valve, which is one of the essential components of the vapor fuel control system, should diminish the evaporation by maintaining laminar fluid flow on refueling process. This study presents numerical. results of pressure and velocity distributions of the fluid flow in a ORVR filler neck check valve on refueling process. CFD-ACE+ has been employed for numerical analysis based on the information of experimental results of valve position as a function of inlet flow rate. No abrupt pressure change, which may causes vaporization of fuel, has been confirmed to take place on the concave surface of the valve spool. However, it is clear that some possibility exist at the mid-position of surface of valve spool and downstream according to the opening of valve.

• Journal of Power System Engineering
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• v.15 no.3
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• pp.5-11
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• 2011

디젤기관의 경우는 종래부터 직분식이 주류를 이루었고, 근래에는 분사압력의 고압화가 진행중이다. 분사압력의 고압화에 의해 연소효율의 향상 및 배출가스중의 입자상물질(PM:Particulate Matter)의 저감을 유도하고 있으나, 연소가스의 고온화로 인해 질소산화물(NOx:Nitrogen Oxides)은 증가한다. 따라서, 분사기간의 지연(Retard)이나 파일럿분사(Pilot injection)등의 혼합기제어에 의해 질소산화물의 저감을 꾀하고 있다. 이와 같이 디젤기관에 있어서도 혼합기 형성의 최적화에 의한 연소제어를 시도하는 수법이 중시되고 있고, 이를 위해서는 디젤분무 구조에 기초한 혼합기의 형성기구에 대한 규명이 매우 중요하다. 그러므로 본 연구에서는 보다 고도의 혼합기형성 제어를 위한 기초연구로서 고온 고압장에서의 증발디젤자유분무구조를 해석하였으며, 계측영역은 연료와 주위기체와의 혼합이 활발히 진행되는 분무의 하류영역으로 설정하고, 입자화상속도측정법(particle Image Velocimetry:PIV)을 이용한 분무의 유동해석을 기초로 증발 디젤분무의 구조 해석을 행하였다. 실험조건으로서 분사압력을 72MPa, 112MPa로 각각 변화시켰다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.10 no.1
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• pp.32-38
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• 2009

In this paper, cycle performance analysis for cooling capacity, compression work and COP of R744($CO_2$) transcritical vapor compression refrigeration system is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The operating parameters considered in this study include superheating degree, outlet temperature of gas cooler and evaporating temperature in the R744 vapor compression cycle. The main results were summarized as follows : The cooling capacity of R744 increases with superheating degree, but decreases with the increasing evaporating temperature and outlet temperature of gas cooler. The compression work increases with superheating degree and cooling pressure of R744, but decreases with the increasing evaporating temperature. And, The COP increases with outlet temperature and evaporating temperature of R744 gas cooler, but decreases with the increasing superheating degree. Therefore, superheating degree, outlet temperature and evaporating temperature of R744 vapor compression refrigeration system have an effect on the cooling capacity, compression work and COP of this system. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the compression refrigeration cycle using R744.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1996.04b
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• pp.117-120
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• 1996

본 연구에서는 VHVI기유, 용재 추출로 제조된 기유를 사용하는 엔진유 3종을 대상으로 하여 엔진유가 배기 가스에 미치는 영향을 연구하였다. 본 연구를 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 엔진유의 증발감량에 따라 엔진 배기 가스에 미치는 영향은 각기 다르게 나타났다. 2. 저증발 감량의 특성을 가지는 VHVI 기유를 사용한 엔진유는 고속, 전부하(3000 rpm, 37.5 kW)조건에서 NOx 저감 효과가 있다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.38-39
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• 1995

최근 자동차 대체 연료로 가솔린에 10% 무수에탄올이 혼합된 Gasohol 사용에 관한 관심이 고조되고 있으며, 이는 Gasohol이 자동차 배기 가스중의 일산화탄소 및 탄화수소 함유량을 감소시켜 대기 오염을 줄일 수 있기 때문이다. Gasohol에 사용되는 무수에탄올의 농도는 99.5% 이상이어야 하며, 이러한 고순도의 에탄올을 제조하기 위해서는 물과 에탄올의 공비 혼합물(95.6% 에탄올)로부터 공비증류, 분자체 흡착, 투과증발과 같은 분리 조작을 이용하여 물을 제거하는 공정이 필요하다. 현재 에탄올 탈수에는 공비증류가 많이 사용되고 있으나 공비증류는 에너지 사용량이 많을 뿐더러 유독한 Entrainer를 첨가하기 때문에 투과증발과 같은 저 에너지 소비형, 환경친화적인 공정으로의 전환이 이루어지고 있다. 에탄올 탈수용 투과증발 플랜트는 전세계 20여개가 가동되고 있으며, 상업화된 플랜트의 대부분은 독일의 Deutsche Carbone사가 제조한 PVA/PAN 투과증발 복합막을 사용하고 있다. 투과증발 시스템은 물에 대한 친화도가 높은 투과증발막 및 모듈, 기타 분리 구동력을 높여주기 위한 Heater, 진공펌프, 냉각기, 열 교환기 등의 주변 설비로 구성되며, 투과증발 시스템 개발을 위해서는 우수한 막/모듈 제조와 아울러 최적 공정 설계 기술 개발이 필수적이라 하겠다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.279-287
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• 2000

코크스 오븐에서 석탄 건류과정 중에 발생하는 석탄 중심의 가스압 특성에 대한 장입탄 수분, 가열속도 및 일반탄 배합비의 영향을 조사하기 위해 이동벽이 있는 pilot 규모의 코크스 오븐(0.45mW$\times$0.1mH$\times$1.2mL)에서 석탄 건류 실험을 수행하였다. 석탄 중심에서의 가열속도가 상업용 코크스 오븐과 비슷한 건류조건에서 장입탄 수분을 감소시켰을 때, 수분 증발 이후 가열속도는 비슷하였으며, 건류 초기 수증기압은 크게 증가하였고, 석탄 중심에서의 가스압은 습탄에 비해 대략 2.5배 증가하였다. 석탄 중심에서의 가열속도가 상업용 코크스 오븐보다 훨씬 빠른 건류조건에서 장입탄 수분을 감소시켰을 때, 수분 증발 이후 가열속도는 크게 감소하였고, 건류 초기 수증기압은 크게 증가하였으며, 석탄중심에서의 가스압은 습탄에 비해 대략 2배 증가하였다. 석탄 가열속도가 상업용 오븐보다 빠른 건류조건에서 장입탄에 일반탄을 첨가하여 일반탄 배합비를 증가시켰을 때 배합탄 중심에서의 가스압은 현저히 감소하였다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.30 no.5
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• pp.395-400
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• 2019

Comparative studies between single- and two-stage refrigeration cycle using propane as a refrigerant have been performed for a vapor recompression refrigeration cycle. PRO/II with PROVISION release 10.2 from AVEVA company was used, and the Soave-Redlich-Kwong equation of state model with Twu's alpha function was selected for the modeling and optimization of the refrigeration cycle for the reliquefaction of BOG coming out from the LPG storage tank. In two-stage refrigeraton cycle, 24.8% of compressor power was reduced compared to that of single-stage refrigeration cycle through the optimization works.