• 한국진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.153-159
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• 2007

KSTAR 장치의 저온 component에 헬륨을 공급하기 위한 헬륨라인은 크게 두 가지로 이루어져 있다. 냉동기에서 KSTAR 저온용기 외부까지의 트랜스퍼 라인과, 저온용기 내부의 헬륨라인이다. KSTAR 장치는 3가지 종류의 헬륨을 사용하여 각 저온 component를 냉각하는데, 초전도 자석 시스템과 버스라인에는 초임계 헬륨, 전류인입장치에는 액체 헬륨, 열차폐체에는 가스 헬륨을 공급한다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 냉동기에서 저온용기 근처까지 연결된 배관을 저온용기 내부의 각 장치에 최단거리로 열손실 없이 설치하여 각 장치가 정상 작동하도록 하는데 그 목적이 있다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 최대 20bar로 가압되는 운전시간 동안에 헬륨누설 없이 설치되어야 한다. 그리고 상온으로 부터의 복사열을 차단하기 위하여 다층절연제로 배관을 감싸주어야 하고 고전압 부분은 프리프레그 테잎으로 절연되어야 한다. 전기절연체는 세라믹과 스테인레스 스틸 튜브를 브레이징 접합 방법으로 연결하여 만들어진 것으론 배관과 배관, 배관과 저온 component간의 절연을 위해 사용되고, 헬륨라인과 동일하게 4.5K 초임계 헬륨온도에서 누설이 없어야 한다. 따라서 모든 전기절연체는 액체질소에 침전시켜 열충격을 가하고, 내부에 30 bar를 가압하여 진공 누설시험을 한다. 그리고 초전도 자석과 배관의 절연체로 사용되므로 15kV 고전압 절연 검사를 한다. 전기절연체의 세라믹 부분은 구조적 보강을 위하여 추가적으로 표면에 절연 작업을 한다. 현재 대부분의 저온용기 내부의 헬륨 라인은 설치 완료되어 있으며, 최종 검사가 진행 중이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.537-544
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• 2008

In this paper, flow characteristics of an adiabatic capillary tube in a transcritical $CO_2$ have been investigated employing the homogeneous model. The model is based on fundamental equations of mass, energy and momentum which are solved simultaneously. Two friction factors(Churchill) and viscosity(McAdams) are comparatively used to investigate the flow characteristics. Supercritical and subcritical thermodynamic and transport properties of $CO_2$ are calculated employing EES property code. Flow characteristics analysis of $CO_2$ adiabatic capillary tube is presented to offer the basic design data for the operating parameters. The operating parameters considered in this study include inlet temperature and pressure of an adiabatic capillary tube, evaporating temperature and inner diameter tube. The main results were summarized as follows : inlet temperature and pressure of an adiabatic capillary tube, evaporating temperature, mass flowrate and inner diameter of $CO_2$ adiabatic capillary tube have an effect on length of an adiabatic capillary tube.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.67-75
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• 2007

This paper deals with the research for the effects of the operating parameters that could be used for a transcritical $CO_2$ mobile air-conditioning system on the cooling performance. The experimental conditions of the performance tests for a system and components such as a gas cooler and an evaporator were suggested to compare the performance of each with the standardized test conditions. And this research presents experimental results for the performance characteristics of a $CO_2$ mobile air conditioning system with various operating conditions such as different gas cooler inlet pressures and frontal air velocities/temperatures passing through an evaporator and a gas cooler. Experimental results show that the cooling capacity was more than 5kW and coefficient of performance (COP) was more than 2.1, also. Therefore, we checked that the mobile air-conditioning system using $CO_2$ has good performance compared to that using HFC-134a.

• 한국추진공학회지
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• 제18권3호
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• pp.26-33
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• 2014

기체중심 스월 인젝터는 대형 액체 로켓 엔진의 주연소기로 광범위하게 사용되고 있다. 케로신과 산소과잉 가스와 같은 기체-액체 추진제들은 임계 압력 이상의 높은 압력 조건에서 혼합, 연소되므로 대기조건에서의 비연소 분무실험은 실제적인 분무 거동을 정확히 재현할 수 없다. 기체중심 스월 인젝터에서 실제 조건과 유사한 분무 패턴을 관측하기 위해서, 고압 챔버와 제어 시스템이 구성되었고 선명한 가시화 결과를 얻기 위하여 실험 과정이 정밀하게 제어되었다.

• 설비공학논문집
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• 제23권7호
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• pp.505-512
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• 2011

Recently, many researchers have analyzed the performance of the transcritical $CO_2$ refrigeration cycle in order to identify opportunities to improve the system energy efficiency. The reduction of the expansion process losses is one of the key issues to improve the efficiency of the transcritical $CO_2$ refrigeration cycle. In this study, the analytical study on the performance characteristics of $CO_2$ cycle with an ejector carried out with a variation of outdoor temperature, gascooler inlet air velocity, evaporator inlet air velocity, and evaporator inlet air temperature. As a result, the system performance could be improved over 85% by using an ejector for various operating condition because of the reduction of compressor work. Moreover, the cooling capacity increased about 18% for variable outdoor condition. Therefore, the high performance of an ejector system could be maintained for wide operating conditions and system reliability could be improved compared to that of a basic system.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제16권3호
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• pp.41-46
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• 2017

This study aims to select suitable co-solvents and to obtain optimal process conditions in order to improve process efficiency and productivity through experimental results obtained under various experimental conditions for the etching and rinsing process using liquid carbon dioxide and supercritical carbon dioxide. Acetone was confirmed to be effective through basic experiments and used as the etching solution for MEMS-wafer etching in this study. In the case of using liquid carbon dioxide as the solvent and acetone as the etching solution, these two components were not mixed well and showed a phase separation. Liquid carbon dioxide in the lower layer interfered with contact between acetone and Mems-wafer during etching, and the results after rinsing and drying were not good. Based on the results obtained under various experimental conditions, the optimum process for treating MEMS-wafer using supercritical CO2 as the solvent, acetone as the etching solution, and methanol as the rinsing solution was set up, and MEMS-wafer without stiction can be obtained by continuous etching, rinsing and drying process. In addition, the amount of the etching solution (acetone) and the cleaning liquid (methanol) compared to the initial experimental values can be greatly reduced through optimization of process conditions.

• 한국염색가공학회지
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• 제31권1호
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• pp.48-64
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• 2019

With evolution in the production environment of the textile industry, the need for non-water-based dyeing technologies and eco-friendly process facilities in the dyeing and processing stages has increased. In recent years, supercritical fluid dyes have been developed and commercialized in Europe, centering on this demand. However, so far, such dyes have been mainly applied in the processing of PET fibers. Basic research has mainly involved investigation of dyeing by supercritical carbon dioxide or solubility of such dyes, and more in-depth research should be continuously carried out. In this review, we describe the types and characteristics of supercritical fluids that exhibit specific properties at pressures and temperatures over the critical point. In addition, the state of the art in the dyeing and processing technology using supercritical fluids and associated, processing problems, environmental regulation, and wastewater treatment issues are described in detail. We hope this review can contribute to the supercritical fluid technology being further developed as an environment friendly dyeing processing method. Furthermore, we expect that the technique can be used as a means of ensuring different, high-quality dyed products.

• 플랜트 저널
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• 제9권2호
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• pp.42-45
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• 2013

이산화탄소로 대표되는 온실가스 저감이 세계적인 이슈가 됨에 따라, 이산화탄소 포집 및 저장(CCS: Carbon Capture & Storage)에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 연간 1만 톤급 이산화탄소의 지중저장용 파일럿 주입플랜트를 개발하였다. 주입플랜트의 핵심 구성품은 액상 이산화탄소를 주입조건으로 가압하는 가압펌프, 가압펌프 입구조건 확보를 위한 부스터 펌프, 초임계 상태로 이산화탄소를 승온시키는 인라인 히터 등이 있다. 개발된 구성품들을 바탕으로 전체 주입시스템을 설계, 제작하였다. 제작된 시스템의 시운전을 통하여, 인버터 조절에 따른 압력상승, 펌프 모터 회전수와 주입밸브 제어를 통한 주입압력 유지, PID 제어를 통한 온도확보가 적절히 이루어짐을 확인하였다. 전체 소비전력은 2,000 ~ 2,500 W로, 가압펌프의 소비전력이 75% 이상을 차지하였다. 본 이산화탄소 주입용 파일럿 플랜트는 향후 온실가스 저감 사업에 유일한 국산화 기기로서 다양하게 활용될 것으로 예상된다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권6호
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• pp.70-75
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• 2009

In this paper, cycle performance analysis of R744($CO_2$) two-stage compression and one-stage expansion 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, compressor efficiency, gas cooling pressure, mass flowrate ratio, outlet temperature of gas cooler and evaporating temperature in the carbon dioxide two-stage refrigeration cycle. The main results were summarized as follows : The cooling capacity of two-stage compression and one-stage expansion refrigeration system increases with the increasing superheating degree, compressor efficiency and gas cooling pressure, but decreases with the increasing mass flowrate ratio and evaporating temperature. The compression work of two-stage compression and one-stage expansion refrigeration system increases with the increasing superheating degree, outlet temperature of gas cooler, gas cooling pressure and evaporating temperature, but decreases with the increasing compressor efficiency and mass flowrate ratio. The COP of two-stage compression and one-stage expansion refrigeration system increases with the increasing compressor efficiency, but decreases with the increasing superheating degree, gas cooling pressure, mass flowrate ratio and evaporating temperature. Therefore, superheating degree, compressor efficiency, gas cooling pressure, mass flowrate ratio, outlet temperature of gas cooler and evaporating temperature of R744($CO_2$) two-stage compression and one-stage expansion refrigeration system have an effect on the cooling capacity, compressor work and COP of this system.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1421-1426
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• 2014

소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor, SFR)의 안전성 향상을 위해 고온 증기 Rankine 싸이클 대신 초임계 이산화탄소(Supercritical $CO_2$, $S-CO_2$) Brayton 싸이클을 전력변환 시스템에 사용하는 방안이 제시되고 있다. 이 경우, 중간 열교환기로는 확산 접합(Diffusion Bonding)에 의해 제작되는 미소채널형 열교환기인 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)가 고려되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PCHE 형 열교환기 후보재료인 다양한 오스테나이트계 합금의 확산접합 특성을 평가하였다. 후보재료별로 다양한 조건에서 확산접합부를 제작하고 상온에서 $650^{\circ}C$까지의 인장 특성을 평가하였다. 평가 결과 SS 316H와 SS 347H는 $550^{\circ}C$까지 모재와 유사한 특성을 보였지만 Fe-Ni-Cr 합금인 Incoloy 800HT는 모든 온도에서 인장특성이 감소하였다. 연신율 저하의 원인을 이해하기 위해 접합부 부근의 미세조직을 분석하였다.