• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권3호
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• pp.500-508
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• 2004

The heat transfer coefficients during gas cooling process of carbon dioxide in a horizontal tube were investigated. The experiments are conducted without oil in the refrigerant loop. The main components of the refrigerant loop are a receiver, a variable-speed pump, a mass flow meter, a pre-heater, and a gas cooler(test section). The water loop consists of a variable-speed pump, an isothermal tank, and a flow meter. The gas cooler is a counterflow heat exchanger by cooled water flowing in the annulus. The $CO_2$ flows in the horizontal stainless steel tube. which is 9.53mm in O.D. and 7.75mm in I.D. The gas cooler is 6 [m] in length. which is divided into 12 subsections, respectively. The experimental conditions considered in the study are following range of variables : refrigerant temperature is between 20 and $100^{\circ}C$. mass fluxes ranged from 200 to 400kg/($m^2$.s), average pressure varied from 7.5 to 10.0MPa. The main results were summarized as follows : The friction factors of $CO_2$ in the gas cooler show a relatively good agreement with those predicted by Blasius' correlation. The local heat transfer coefficient in the gas cooler has compared with most of correlations, which are the famous ones for forced convection heat transfer of turbulent flow. The results show that the local heat transfer coefficient of gas cooler agrees well with the correlation by Bringer-Smith except that at the region near pseudo critical temperature. while that at the near pseudo critical temperature is higher than the correlation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.779-786
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• 2015

이 연구의 목적은 열수력 성능을 향상시키기 위하여 PCHE의 새로운 유로 형상을 제안하는 것이다. 기존의 Zigzag 유로는 굽힘점에서 유동 박리와 역류 영역의 발생으로 높은 압력손실을 가지고 있다. 이 단점을 개선하기 위하여 굽힘점에 직관영역을 삽입하였다. 또한 직관의 길이 변화가 열전달 및 압력손실에 미치는 영향을 분석하였다. 새로운 형상과 기존 Zigzag 유로의 열수력 성능을 Goodness Factor를 사용하여 정량적으로 비교하였다. 질량유량은 $1.41{\times}10^{-4}$에서 $2.48{\times}10^{-4}kg/s$까지 변화 하였다. 1mm 직관길이에서 평균 Goodness Factor는 Zigzag보다 약 25% 정도 증가되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권1호
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• pp.65-74
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• 2004

The heat transfer coefficient and pressure drop of $CO_2$(R-744) during gas cooling Process of carbon dioxide in a horizontal tube were investigated experimentally and theoretically. The experiments were conducted without oil in the refrigerant loop. The main components of the refrigerant loop consist of a receiver. a variable-speed pump. a mass flowmeter, an evaporator. and a gas cooler(test section). The main components of the water loop consist of a variable-speed Pump. an constant temperature bath. and a flowmeter. The gas cooler is a counterflow heat exchanger with refrigerant flowing in the inner tube and water flowing in the annulus The test section consists of smooth, horizontal stainless steel tube of 9.53 mm outer diameter and 7.75 mm inner diameter. The length of test section is 6 m. The refrigerant mass fluxes were 200 ~ 300 kg/($m^2{\cdot}s$) and the inlet pressure of the gas cooler varied from 7.5 MPa to 8.5 MPa. The main results were summarized as follows : The predicted correlation can evaluated the R-744 exit temperature from the gas cooler within ${\pm}10%$ for most of the experimental data, given only the inlet conditions. The predicted gas cooley capacity using log mean temperature difference showed relatively food agreement with gas cooler capacity within ${\pm}5%$. The pressure drop predicted by Blasius estimated the pressure drop on the $CO_2$ side within ${\pm}4.3%$. The predicted heat transfer coefficients using Gnielinski's correlation evaluated the heat transfer coefficients on the $CO_2$ side well within the range of experimental error. The predicted heat transfer coefficients using Gao and Honda's correlation estimated the heat transfer coefficients on the coolant side well within ${\pm}10\;%$. Therefore. The predicted equation's usefulness is demonstrated by analyzing data obtained in experiments.

• KSBB Journal
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• 제20권1호
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• pp.12-17
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• 2005

어류에 다량 함유된 EPA와 DHA에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 어유의 이용에 있어 가장 장애가 되는 요소는 비린내 및 산패취이며 이를 제거하기 위한 연구를 필요로 하고 있다. 본 논문에서는 초임계 이산화탄소를 추출용매로 하여 참치 안구유로부터 제거된 휘발성 이취성분을 동정하고 초임계 이산화탄소 추출 전과후의 이취성분을 비교해 보았다. 또한 추출 조건인 온도와 압력 조건을 달리 함으로써 휘발성 성분의 제거에 있어서의 최적조건을 찾아보았다. 추출 전 참치 안구유에서 99종의 휘발성 성분을 동정할 수 있었던 반면, $40^{\circ}C$, 200bar조건에서의 추출 후의 분석결과에서는 14개 이취성분을 동정할 수 있었으며, 어유 이취 유발성분인 heptanal과 octanal이 제거되었다. $60^{\circ}C$, 80-200 bar 영역에서는 휘발성 성분의 제거율이 높게 나타났다. 초임계 이산화탄소 추출에 의한 참치유의 휘발성 성분의 제거는 기존의 방법에 비교하여 효율성과 안정성이 우수하여 생물 및 식품산업분야에 다양하게 이용될 것으로 전망된다.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.191-197
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• 2010

초임계이산화탄소에서 실릴화제를 사용하여 반응시간, 압력, 온도를 변화하며 플라스마에 의해 손상된 다공성 p-SiOCH 필름의 실릴화 보수반응을 진행하였다. FT-IR 분석 결과 $3150{\sim}3560cm^{-1}$ 영역의 $SiOH/H_2O$ 특성밴드의 감소는 다소 확인할 수 있었지만, 메틸화 peak의 변화치는 관찰하기 어려웠다. 그러나 실릴화에 따른 표면 소수성은 빠른 반응시간 내에 복원되었다. 내부 복원반응을 효과적으로 유도하기 위하여 열 전처리 공정을 상압 또는 진공 조건에서 진행하였으며, 전처리에 따라 표면 접촉각이 약간 상승하였고, 뒤이은 초임계 실릴화반응으로 표면 소수성이 완전히 복원되는 것을 관찰하였다. 플라스마 손상과정에서 표면 내부 메틸기의 감소가 나타나지만 실릴화 보수반응에 따라 메틸기의 복원은 눈에 띄게 나타나지 않음을 FT-IR, spectroscopic ellipsometry 와 secondary ion mass spectroscopy의 분석결과를 통하여 확인하였다. 막질에 대한 Ti 증착 후 glow discharge spectrometry로 내부 Ti 원소를 분석한 결과, 초임계 실릴화반응을 통하여 손상된 p-SiOCH막질의 열린 기공의 봉인효과가 나타나는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제40권6호
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• pp.703-708
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• 2002

본 연구는 초임계 용매인 $CO_2$, 에틸렌, 프로판, 부탄, 프로필렌, 1-부텐, 디메틸에테르 및 $CHClF_2$내에서 poly(propyl acrylate)와 poly(propyl methacrylate) 용액과의 고압 상거동을 측정하였다. 초임계 용매들과 poly(propyl acrylate) 및 poly(propyl methacrylate)간의 상거동 측정 범위는 온도 $23-186^{\circ}C$와 압력 2,400 bar까지 실험하여 나타내었다. poly(propyl acrylate)-$CO_2$ 혼합물은 약 2,070 bar 이내에서, poly(propyl acrylate)-에틸렌계는 1,400 bar 이하에서, poly(propyl acrylate)-프로판계는 1,880 bar 이하에서, poly(propyl acrylate)-프로필렌계는 450 bar 이하에서, poly(propyl acrylate)-부탄계는 2,200 bar이하에서, poly(propyl acrylate)-1-부텐계는 250 bar 이하에서, poly(propyl acrylate)-디메틸에테르계는 150 bar 이하에서 각각 용해되었으며, 이때 온도범위는 $23-175^{\circ}C$이였다. poly(propyl methacrylate)-$CO_2$ 혼합물은 2,900 bar 및 온도 $240^{\circ}C$에서도 용해되지 않았다. poly(propyl methacrylate)-프로판계는 약 2,390 bar이하에서, poly(propyl methacrylate)-부탄계에 대해서는 2,100 bar이하에서, poly(propyl methacrylate)-프로필렌계에 대해서는 570 bar 이하에서 poly(propyl methacrylate)-1-부텐계는 310 bar 이하에서, poly(propyl methacrylate)-$CHClF_2$계에 대해서는 300 bar 이하에서, 그리고 poly(propyl methacrylate)-디메틸에테르계에 대해서는 170 bar 이하에서 각각 용해되었으며, 이때 온도범위는 $40-186^{\circ}C$ 사이였다. 또한 이성분 poly(propyl acrylate)-$CO_2$와 poly(propyl acrylate)-디메틸에테르계의 상거동 사이에 디메틸에테르를 공용매로 사용하여 5, 15 및 50 wt% 첨가하여 구름점의 거동을 상임계용액온도 영역에서 하임계용액온도 영역까지 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권3호
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• pp.289-295
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• 2004

The heat transfer coefficient and pressure drop during gas cooling process of carbon dioxide in a horizontal tube were investigated. The experiments were conducted without oil in the refrigerant loop. The main components of the refrigerant loop are a receiver, a variable-speed pump, a mass flowmeter, an evaporator, and a gas cooler(test section). The main components of the water loop consist of a variable-speed pump, an isothermal tank, and a flowmeter. The gas cooler is a counterflow heat exchanger with refrigerant flowing in the inner tube and water flowing in the annulus. The test section consists of smooth, horizontal stainless steel tube of the outer diameter of 9.53mm and of the inner diameter of 7.75mm. The length of the test section is 6m. The refrigerant mass fluxes were 200∼300kg/(m2$.$s) and the inlet pressure of the gas cooler varied from 7.5㎫ to 8.5㎫. The main results were summarized as follows : Pressure drop of CO2 increases with increasing gas cooler pressure. The friction factors of CO2 in a horizontal tube show a relatively good agreement with the correlation by Blasius. The heat transfer coefficient of CO2 in transcritical region increases with decreasing gas cooler pressure and decreasing mass flux of CO2. Most of correlations proposed in a transcritical region showed significant deviations with experimental data except for those predicted by Gnielinski.

• 대한화학회지
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• 제34권6호
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• pp.663-672
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• 1990

임계점 부근 또는 초임계 암모니아 유체를 이용한 인산 사포닌 추출이 80$^{\circ}C$-160$^{\circ}C$의 온도와 339.8-525 $mg/cm^3$의 암모니아 밀도에서 수행되었다. 백삼 추출물의 갈색도 측정은 적외선 및 자외선 분광광도계를 이용하였다. 진세노사이드 $Rb_1$, -$Rb_2$, -Rc, -Rd, -Re, -Rf, $-Rg_1$, 및 $-Rg_2$의 추출율은 HPLC 봉우리 면적으로부터 구하였다. 133$^{\circ}C$ 및 403 $\pm$ 24.605 $mg/cm^3$에서 가장 좋은 추출율 7.36%를 얻었다. 추출온도를 높일 경우에 추출의 반복횟수를 줄일 수 있으며 프로토파낙사트리올계의 선택성을 높일 수 있다. 추출물의 갈색도는 온도와 추출율에 영향을 받는다. 추출온도가 증가함에 따라 추출율이 감소되는 감퇴영역은 132$^{\circ}C$와 140$^{\circ}C$ 사이이다.

• 청정기술
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• 제9권4호
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• pp.197-206
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• 2003

본 연구에서는 방향족 화합물인 벤젠과 톨루엔을 모래와 제울라이트에 오염시킨 후 초임계 이산화탄소로 오염 물질을 제거하는 실험을 수행하였다. 온도는$50^{\circ}C$, 압력은 27.7 MPa에서 추출을 수행하였으며 오염 정도를 달리하여 결과를 분석 비교하였다. 실험 장치로는 지름 1.27cm, 길이 25 cm의 고압 추출기를 장착하여 흐름법으로 실험하였으며 10분 간격으로 추출된 시료를 취하여 추출된 방향족 화합물의 농도를 CG로 분석하였다. 실험 결과 고농도로 오염시켰을 때에는 용해도 모델을, 저농도로 오염시켰을 때에는 탈착 모델을 따라감을 알 수 있었고 동일조건하에서는 벤젠이 톨루엔보다 추출 효율이 높았다. 제올라이트를 모체로 한 경우가 모래를 사용한 경우보다 추출시간이 오래 소요되었고 이는 흡착력차이에 의한 결과로 해석된다. 간단한 Brady의 고정산 추출기 모렐링을 이용하면 용해도 모델을 따르는 경우에는 비교적 실험 결과를 잘 모사할 수 있었으나 탈착 모델의 지배를 받는 영역에서는 많은 오차를 수반하는 결과를 얻었다.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.117-128
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• 2016

시멘트(KS-1 보통 포틀랜드와, Class G)을 이용하여, 시멘트-초임계CO₂ 반응실험과 반응 전/후 시료의 절대투수율 및 강도를 측정하였다. 시멘트 시료는 W/S (Water/Solid)와 fly ash 첨가량을 조절하여 제작하였다. 반응 전 시료의 투수율은 0.009~0.025 mD, 초임계CO₂와 100일간 반응 한 시료의 투수율은 0.11~0.29 mD의 범위로 각각 측정되었다. 반응 후 시료의 투수율이 높게 측정된 이유는, 반응 시료들이 겪은 응력해방으로 인해 균열이 발생하였기 때문이다. 그러나 측정된 투수율은 대부분의 시료에서 API가 추천하는 최대허용 투수율(=0.2 mD)보다 낮다. 초임CO₂에 의한 시멘트 변질은 시료 전체가 아닌 시료의 가장자리에서 일정 두께로 시료의 내부로 발생하였다. 반응영역의 비커스 경도 값이 비반응영역의 것보다 훨씬 높게 측정되었다. 또한 대부분의 시료에서 반응영역 내에서 경도값이 증가한 후 감소하는 현상이 관찰 되었다. 경도값의 증가는 탄산화로 인한 밀도증가, 공극률 감소, 그리고 경도값 감소는 낮은 강도를 갖는 비정질 규산염수화물의 생성이 원인이다.