• 한국축산시설환경학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-18
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• 2003

국내 대형육계사의 최적환기구조 개발을 주요환경요소의 적정성, 안정성, 균일성 등의 기초자료가 매우 부족한 실정이어서, 자연환기식 계사에서 하절기동안 기상데이터와 함께 육계사내 주요환경 변수를 시간별로 측정하였다. 이 연구의 목적은 자연환기식 육계 사내의 주요환경 요소 및 환기효율성 등을 정확하게 이해하고, 현 시설 및 환기구조상의 문제점을 파악하고자 함이었다. 이 자료는 앞으로 공기유동분석 등 공학적 접근을 통한 시설 및 환기구조 개선연구를 위한 기초자료로 활용할 계획이며, 실험결과는 다음과 같다. 1. 자연환기식 계사내 온도는 외부기상의 변화, 환기제어의 어려움, 닭의 성장 등으로 인하여 적정성 및 안정성이 많이 부족하였다. 계사내 평균온도는 적정온도와 최대 $14.0^{\circ}C$ 차이가 발생하였고, 일별 낮과 밤 온도차는 최대 $10.5^{\circ}C$가 발생하였다. 계사내 0.4m 높이에서의 시간별 온도 균일성은 최대 $5.2^{\circ}C$가 발생하였다. 2. 시험기간 중 계사내 평균습도는 최대 89.3%, 평균 73.7%, 최저 49.2%이었고, 지점별로 측정된 최대 및 최소습도는 각각 95.1%와 47.2%이었다. 외부 기상변화에 따라 불안정한 것으로 나타났다. 3. 시험기간 중 열량계수는 각각 최대 2,787, 평균 2,185, 그리고 최소 1,432이었으며, 사육기간의 약 98% 이상이 더위에 대한 대책이 필요하거나 아주 위험한 상태이었다. 4. 환기량을 최대로 유지하는 하절기 동안, 계군에서의 암모니아가스와 분진농도는 닭의 성장과 함께 꾸준하게 증가하여 각각 최대 15ppm와 0.38mg/$m^3$이었다. 5. 계사 중앙에 계군에서 측정된 공기유속은 평균 0.9m/s이어서, 하절기동안 자의 열적스트레스를 줄이기 위하여 계군에서의 공기 유속을 증가시킬 필요성이 있다. 또한 외부풍속이 매우 낮은 경우에도 적정환기량을 유지할 수 있도록 배기 덕트에 팬을 설치하는 것이 필요하다. 6. 계사내 바닥의 표면온도는 최저 $30.6^{\circ}C$와 최고 $37.3^{\circ}C$로 측정되었다. 하절기동안 닭의 열적스트레스를 줄이기 위하여 계군에서의 공기유속을 증가시킬 수 있는 환기구조개발이 시급하였다.

• 한국가스학회지
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• 제26권6호
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• pp.9-15
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• 2022

사용 압력 범위에서 고압 수소 탱크의 내구성을 검증하기 위해서는 수압 파열 시험이 수행되어야 한다. 그런데 물의 초기 주입 과정에서 물과 공기의 상호작용에 의해 생성된 기포가 탱크 내벽에 부착되어 잔류할 경우, 가압된 탱크가 파열되는 과정에서 기포의 급격한 압력 변화로 인해 큰 충격과 소음이 유발된다. 따라서 본 연구에서는 단순화된 수식을 통하여 탱크 내벽에 잔류하는 기포를 제거하기 위해 필요한 유속을 예측하였으며, 수소 버스용수소 용기 형상을 기준으로 해당 유속을 유지하기 위한 주입 노즐의 형상을 결정하였다. 또한 입구 압력에 따른 유속 변화를 예측하기 위하여 수치 해석 모델의 개발이 수행되었고, 예측 결과의 타당성을 입증하기 위하여 모형 제작을 통한 실험이 수행되었다. 실험 결과, 탱크 벽면 근처의 유속은 해석모델 예측 값과 유사하게 나타났으며, 입구 압력이 1.5 ~ 5.5 bar 일 경우 제거 가능한 기포의 최소 크기는 약 2.2 ~ 4.6 mm로 예측되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.83-89
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• 2011

계단실을 직접 가압했을 경우에 계단실과 부속실 사이의 차압 및 부속실과 세대 사이의 차압이 어떤 영향을 받는지 연구하기 위해 실건물을 사용해 실험했다. 또한 열린문에서의 유속분포도 측정하였다. 본 연구에 사용된 건물은 지상 20층 지하 2층의 공동주택이다. 계단실을 가압하기 위해서 송풍기를 지하 1층에 설치하여 외부공기를 계단실로 공급했다. 13가지 경우에 대한 실험을 실시했으면 주 실험변수들은 문이 개방된 층의 숫자와 위치 및 송풍량이었다. 지상 1층 문들만이 열린 상태에서는 계단실과 부속실 사이의 차압 및 부속실과 세대 사이의 차압이, 1층 부근을 제외하고는, 비교적 균일하게 분포되었다. 실험결과 180~270 CMM에서 한 층이 개방되어도 화재안전기준의 방연풍속을 만족하였고, 계단실은 전체적으로 양압을 유지할 수 있었으나 최소차압 조건(10 Pa)을 항상 만족시키지는 못하였다. 두 층의 문들이 개방된 경우, 유량을 증가함으로써 최소유속조건은 만족시킬 수 있었으나 가압지점 인근에서 과압이 발생하지 않는 상태에서 최소차압조건을 만족시키는 것은 비현실적임을 발견했다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제9권2호
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• pp.103-112
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• 2003

국내 대형육계사의 최적 환기 구조 개발을 위한 주요환경요소의 적정성, 안정성, 균일성 등의 기초 자료가 매우 부족한 실정이어서, 강제 환기식 육계사에서 하절기동안 기상데이터와 함께 육계사 내 주요 환경변수를 시간별로 측정하였다. 이번 실험을 통하여 앞으로 시설 및 환기구조 개선을 통한 열적 스트레스 감소 등 닭 생산성을 더 높일 수 있는 여지가 많이 있다는 것을 알 수 있었다 이 연구의 목적은 강제 환기식 육계사내의 주요 환경요소 및 환기 효율성 등을 정확하게 이해하고, 현 시설 및 환기구조상의 문제점을 파악하고자 함이었다. 이 자료는 앞으로 공기유동분석 등 공학적 접근을 통한 시설 및 환기구조 개선연구를 위한 기초 자료로 활용될 계획이며, 실험결과는 다음과 같다. 1. 계사 내 평균온도는 적정온도와 최대 $10.4^{\circ}C$ 차이가 발생하였고, 일별 낮과 밤 온도차는 최대 $8.7^{\circ}C$가 발생하였다. 계사 내 0.4m 높이에서의 시간별 계사 내 온도의 균일성은 최대 $3.7^{\circ}C$가 발생하였다. 하절기동안 최대 환기를 유지하기 때문에 계사의 폭별 및 높이별 최대 온도차는 각각 $1.0^{\circ}C$ 미만으로 크게 발생하지 않았다. 2. 시험기간 중 계사 내 평균습도는 최고 94.7%, 평균 78.9%, 최저 46.3% 이었고, 지점별 측정된 최대 및 최소습도는 각각 99.9%와 44.7%이었다. 쿨링패드, 포그팬 등을 이용하여 온도가 상승하는 것을 방지할 수는 있었지만 이에 따른 습도조절이 매우 어려웠음을 알 수 있었다. 3. 시험기간 중 열량계수는 각각 최대 2,787, 평균 2,185, 그리고 최소 1,432이었으며, 사육기간의 약 98% 이상이 더위에 대한 대책이 필요하거나 아주 위험한 상태로 나타났다. 4. 환기량을 최대로 유지하는 하절기 동안, 계군에서의 암모니아가스와 분진농도는 허용한 계에 비하여 매우 낮았으며, 닭의 성장과 함께 꾸준하게 증가하였다. 추후 측정범위가 더 크고 더욱 정교한 측정계를 사용하여야 할 것으로 판단된다. 5. 계사 중앙에 계군에서 측정된 공기유속은 최고 1.7m/s 이었고, 하절기동안 닭의 열적스트레스를 줄이기 위하여 계군에서의 공기유속을 증가시킬 수 있는 환기구조 개발이 필요하다. 6. 계사 내 바닥의 표면온도는 최고 $34.5^{\circ}C$와 최저 $29.7^{\circ}C$로 측정되었고, 계사내 지붕의 표면 온도는 최고 $29^{\circ}C$가 측정되었다. 계사 내 표면 온도 및 닭의 표면 온도는 계사내 공기온도의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제44권1호
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• pp.135-144
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• 2002

본 실험은 우리 나라의 양돈농가에서 노동력 절감이라는 이점 때문에 자돈사 및 분만사의 무창돈사는 일반농가에까지 보급되고 있으나, 육성.비육돈사에 있어서 무창돈사는 거의 전무한 실정으로 질병의 근원적인 차단 및 관리를 위하여 지금까지 회피되어 왔던 무창 육성.비육돈사의 활성화를 위하여 환기시스템을 자체적으로 고안하여 최적의 환기시스템을 여름철 및 겨울철로 구분하여 건축하였으며, 자체적으로 고안한 환기시스템의 성능을 평가하고자 겨울철 및 여름철로 구분하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 무창 육성.비육돈사에 있어서 돼지 생활공간(하부) 지점에서의 공기유속은 겨울철 최소환기 수준(1,440 $m^3/h$)으로 하였을 때 0-0.19 m/s 였으며, 여름철 최대환기 수준(24,000 $m^3/h$)에서는 0.07-0.42 m/s로 분포되어 여름철 및 겨울철의 무창돈사내 공기유속으로 보아 환기시스템이 우수하였다. 이상의 실험결과를 종합해 보면 무창 육성.비육사의 환기시스템은 여럼츨 때는 측벽을 통한 환기와 겨울철은 천장을 통한 환기시스템이 적합하다고 판단되었으며, 한쪽 측벽에 의한 배기시스템이라도 입기구는 양쪽 측벽을 통한 입기가 우수하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.618-627
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• 2016

본 연구는 정사각형 단면 $180^{\circ}$ 곡관 내의 유동특성을 파악하기 위해 RSM 난류모델을 이용하여 작동유체, 입구의 공기속도, 관내의 표면조도, 곡률반경 및 수력직경 등의 다양한 유동인자를 변경하여 각도 위치별 속도분포특성을 수치해석을 통하여 고찰하였다. CFD 해석시 경계조건은 공기와 물의 입구온도를 288 K, 293 K로 설정하였고, 입구의 공기속도, 관내의 표면조도, 곡률반경 및 수력직경은 각각 3~15 m/s, 0~0.001 mm, 2.5~4.5D, 70~100 mm로 적용하여 해석을 수행하였다. 그 결과를 정리하면, 작동유체의 유동특성은 유체의 점성력 차이로 속도분포가 크게 달라짐을 알 수 있었고, 곡관부 내에서의 최대 속도프로파일은 $90^{\circ}$ 단면위치에서 X/D=0.8 영역으로 나타났으며, $180^{\circ}$ 단면위치에서는 Y/D=0.8 영역으로 나타났다. 그리고 관내의 표면조도가 낮고, 곡률반경이 클수록 속도변화율은 크게 변하여 나타냈다. 또한 곡관후류의 직관부에서 유동편차가 안정화되는 직관거리는 L/D=30 영역에서 나타내어 유량 계측시 유효한 측정위치로 잘 제시할 수 있었으며, 수력직경에 따라 곡관후류 직관부의 표준편차특성은 동일한 유속일 때 최소의 편차영역은 대체로 직관거리 L/D=15~30 범위로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.605-610
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• 2011

내경이 0.105 m이고 높이가 2.5 m인 삼상(기체-액체-고체) 유동층에서 상대적으로 큰 기포와 작은 기포의 체류량 특성을 고찰하였다. 기체유속(0.01~0.07 m/s), 액체유속(0.01~0.07 m/s) 그리고 입자크기($0.5{\sim}3.0{\times}10^{-3}m$)가 상대적으로 큰 기포와 작은 기포의 체류량에 미치는 영향을 검토하였다. 삼상 유동층에서 이들 두 종류 기포들의 체류량은 동력학적 기체 유출 방법(Dynamic gas disengagement method)에 의해 측정된 각각 기포들에 의한 압력강하 정보로부터 정압강하법(static pressure drop method)에 의해 산출되었다. 기체조절기에 의해 조절되는 건조되고 여과된 공기와 물 그리고 밀도가 2,500 $kg/m^3$인 유리구슬을 각각 기체, 액체 및 고체유동입자로 사용하였다. 삼상유동층에서 이들 두 종류의 기포, 즉 상대적으로 큰 기포와 작은 기포들은 유동층 탑에 유입되는 기체와 액체의 흐름을 정지시킨 후 경과시간에 따른 탑 내부의 압력강하를 측정함으로써 효과적으로 조사하고 분리할 수 있었다. 이들 두 종류의 기포들은 경과시간에 따라 증가하는 압력강하의 기울기가 서로 매우 다르게 나타났다. 실험결과 상대적으로 큰 기포들의 체류량은 기체의 유속이 증가함에 따라 증가하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라서는 감소하였다. 그러나, 이들 큰 기포의 체류량은 유동입자의 크기가 변화함에 따라 국부적인 최소값을 나타내었다. 상대적으로 작은 기포들의 체류량은 기체유속 또는 고체입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라서는 약간 감소하였다. 이들 두 종류 기포들의 체류량들은 각각 본 연구의 실험 범위 내에서 조작변수들의 상관식으로 나타낼 수 있었다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제46권3호
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• pp.459-468
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• 2004

본 연구는 우리 나라에 건축되어져 있는 개방육성비육돈사와 무창육성비육돈사의 환경효율을 검증하고자 하였다. 본 실험은 실험돈사에서 겨울철과 여름철로 나누어 실시한 실험결과는 다음과 같다. 1) 무창육성비육돈사는 외부의 기온 변화가 심하더라도 돈사내부의 온도는 외부기온의 영향을 받지 않고 여름철 24.8${\sim}$29.1$^{\circ}C$, 겨울철 17.9${\sim}$23.1$^{\circ}C$를 유지하였으나 개방육성비육돈사는 여름철 24.7${\sim}$32.3$^{\circ}C$, 겨울철 14.5${\sim}$18.2$^{\circ}C$를 유지하여 온도효율이 낮았다. 2) 암모니아 농도를 측정한 바 개방육성비육돈사는 여름철 9.31${\sim}$16.9 mg/$\ell$, 겨울철 5.1${\sim}$19.7 mg/$\ell$로 측정되었으며, 무창육성비육돈사는 공기입기 및 배기의 효율적인 구성으로 여름철 7.9${\sim}$16.1 mg/$\ell$, 겨울철 3.7${\sim}$9.6 mg/$\ell$를 유지하여 개방육성비육돈사 보다는 낮게 나타났다. 3) 무창육성비육돈사는 돼지생육 공간(하부)의 공기유속이 겨울철 최소환기(5%) 수준으로 하였을 때 0.0${\sim}$0.87 m/s 였으며, 여름철 최대환기(95%) 수준에서는 0.1${\sim}$2.73 m/s로 분포되어 여름철 및 겨울철의 무창육성비육돈사내 공기유속이 개방육성비육돈사보다 양호하였다. 4) 여름철 비육돈출하시(평균 110 kg 전후)의 체중은 개방육성비육돈사는 100.2인데 비하여 무창육성비육돈사에서의 체중은 107.3kg으로 약 7kg 정도의 차이로 빠른 증체를 가져왔는데, 이것은 외기의 영향을 영향을 크게 받지 않고 일정한 환경을 유지해 주어 스트레스를 줄여 주었기 때문으로 판단된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제10권2호
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• pp.93-100
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• 2004

본 연구는 우리나라에 건축되어져 있는 개방식 육성$\cdot$비육돈사나 무창식 육성$\cdot$비육돈사에 대한 효율 비교분석 연구가 없는 실정으로 개방식 육성$\cdot$비육돈사와 무창식 육성$\cdot$비육돈사의 환경효율을 검증하고자 하였다. 겨울철과 여름철로 나누어 실시한 실험결과는 다음과 같다. 1. 무창식 육성 비육돈사는 외부의 기온 변화가 심하더라도 돈사내부의 온도는 외부기온의 영향을 받지 않고 여름철 $31.8\~33.8^{\circ}C$, 겨울철 $17.9\~19.5^{\circ}C$를 유지하였으나 개방식 육성$\cdot$비육돈사는 여름철 32.1$\~$32.9, 겨울철 $15.8\~16.7^{\circ}C$를 유지하여 온도효율이 낮았다. 2. G2, G4 육성$\cdot$비육돈사는 돼지생활 공간(하부) 지점에서의 공기유속은 겨울철 최소환기($5\%$) 수준으로 하였을 때 0.2$\~$0.3 m/s 였으며, 여름철 최대환기($95\%$) 수준에서는 0.5$\~$0.6 m/s로 분포되어 여름철 및 겨울철의 육성$\cdot$비육돈사내 공기유속이 G1, G3 육성$\cdot$비육돈사보다 양호하였다. 3. 암모니아 농도를 측정한 바 G2, G4 육성$\cdot$비육돈사는 여름철 13.3$\~$16.6 ppm, 겨울철14.0$\~$~14.6 ppm으로 측정되었으며, G1, G3 육성$\cdot$비육돈사는 여름철 14.6$\~$20.3 ppm, 겨울철 20.3$\~$25 ppm을 유지하여 G1, G3 육성$\cdot$비육 돈사보다는 낮게 나타났다.

• 청정기술
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• 제17권1호
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• pp.69-77
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• 2011

[ $CO_2$ ]원천 분리 수소제조 반응시스템은 금속 산화물의 산화/환원 반응을 이용하여 기존의 수증기-메탄 개질 반응을 3단계의 반응시스템으로 분리함으로써 메탄 연소 시 발생되는 $CO_2$를 원천적으로 분리함과 동시에 고순도 수소를 별도의 후단 공정없이 직접 생산해 내는 신 개념의 수소 생산 기술이다. 반응 시스템은 크게 연료(즉, $CH_4$)가 공급되는 연료반응기(FR: Fuel Reactor), 수증기가 공급되는 수증기반응기(SR: Steam Reactor) 및 공기가 공급되는 공기반응기(AR: Air Reactor)로 구성되며, 다른 반응기와 비교하여 반응 매체의 전환율과 선택도를 높이기 위하여 긴 체류 시간을 확보할 수 있는 두 개의 이동 층(FR, SR)으로 구성되었다. 본 연구에서는 200 L/h의 수소를 생산할 수 있는 매체 순환식 이동층 반응기 제작을 목적으로 수소발열량 기준 0.55kW급 이동 층 반응기의 개념 설계 및 cold model을 설계 제작하고 주요 운전 변수에 따른 수력학적 특성을 결정하였다. 개념 설계 결과 원하는 매체 전환율을 얻기 위해 필요한 고체 순환속도범위($20{\sim}100kg/m^2s$)를 결정하였다. Cold-model 실험 결과, loop-seal의 유속이 증가함에 따라 고체 순환 속도가 증가하였으며 이를 통하여 고체 순환속도 조절이 가능하였다. 반응시스템의 안정적인 조업을 위해서는 이동층(FR, SR) 조업 조건을 최소 유동화 속도 부근으로 유지하는 것이 좋은 것으로 나타났다. 이동층 내 고체 체류 량은 기상유속 및 고체 순환 속도 종가에 따라 감소하였다. 본 연구를 통하여 조업조건에서 개념 설계에서 원하는 고체 순환 속도 및 흐름 특성을 얻을 수 있음을 확인하였다.