• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.27 no.1
• /
• pp.38-47
• /
• 2023

In the hydrogen filling process, hydrogen flows by the pressure difference between the supply pressure at a filling station and a storage tank in the vehicle, and the flow rate depends on the pressure difference. Therefore, it is essential to consider the pressure drop of hydrogen occurring during the filling process, and the efficiency of the hydrogen filling process can be improved through its analysis. In this study, the pressure drop was analyzed for a hose, a nozzle/receptacle coupling, a pipe, and a valve in a filling line. The pressure drops through hose and pipe, the nozzle,receptacle coupling, and the valve were calculated by using a equation for a straight conduit, a flow nozzle formula, and a gas flow respectively. In addition, as a result of comprehensive analysis of the pressure drop effect occurring in each component, it was found that the factor that has the greatest influence on the pressure drop in the entire filling line is the pressure drop through the valve. This study can be used to develop a model of the hydrogen filling process by analyzing hydrogen flow including hydrogen filling in the future.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.7 no.2
• /
• pp.139-149
• /
• 1995

실제 복합재료 제조공정에 널리 이용되는 등방성 탄소섬유직조와 에폭시수지에 대 해서 수지의 유동을 일방향으로 근사하여 비정상상태 투과계수와 모세관압을 측정하는 실험 을 수행하였고 적층된 섬유직조의 기공율, 금형 주입압력 그리고 섬유직조의 적층수에 따른 수지유동특성을 분석하였다. 또한 금형 충전과정에 대한 유동가시화 실험을 수행하여 유동 선단과 충전시간을 측정하였다. 전체 조업압력에 미치는 모세관압의 영향을 규명하기 위해 일정 유입압력에 따른 금형충전과정에 대하여 유한요소/관할부피 방법을 이용한 수치모사를 수행하였다. 함침공정의 수지유동에서 비정상상태 투과계수는 섬유직조의 기공율에 따라 급 격히 증가하였고 에폭시수의 표면장력에 기인한 모세관압은 기공율 감소에 따라 급격히 증 가하였다. 동일한 기공율에서 섬유직조의 적층수가 증가함에 따라 투과계수와 모세관압은 모두 증가하는 경향을 보였다. 또한실험에서 측정한 모세관압을 고려하여 유동선단과 금형 충전시간을 수치모사방법으로 예측ㄷ한 결과는 유동가시화 실험에의한 결과와 잘 일치함을 보였다. 이결과로부터 낮은 압력에서 조업하는 RTM공정에서 모세관압효과는 유동선단과 금형 충전시간을 예측하는데 기여함을 알수 있다.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.5 no.2
• /
• pp.109-124
• /
• 1993

본 연구의 목표는 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 단섬유 강화 플라스틱의 충전 공정에서의 과도기적 섬유방향성을 예측하는 수치해석 프로그램의 개발에 있다. Hele-Shaw 방정식에 단섬유에 의해서 추가된 응력을 고려한 Dinh-Armstrong의 모델을 도 입함으로써 새로운 충전과정의 압력 지배 방정식이 유도되었다. 새로운 압력지배 방정식은 단섬유에 의한 응력 때문에 몇 개의 새로운 항들을 포함하고 있다. 충전 과정의 해석은 새 로운 압력지배방정식과 에너지 방정식을 유한효소법과 유한 차분법을 이용하여 풀고 동시에 배향텐서(roientation tensor)의 변화 방정식을 4차 Runge-Kutta 방법을 이용하여 풀었다. 단섬유 배향 텐서를 텐서의 변환 법칙을 이용하여 임의의 3차원 금형 공간내의 모든유한요 소의 중심에서 두께방향의 모든유한 차분 격자를 따라 계산하였다. 이러한 방법으로 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 비등온 충전유동과 과도기적 3차원 섬유배향상태를 서로의 상호작용을 고려하여 수치 모사하여 다양한 유동 형태에 따른 단섬유 배향 상태의 변화에 대하여 알아보고자 한다.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.4 no.2
• /
• pp.116-126
• /
• 1992

본 연구에서는 형내압 파형제어 시스템, 초고속, 사출성형, 그리고 금형진공 시스템 등을 갖춘 사출 성형기를 이용하여 정밀 구면렌즈를 성형하기 위한 실험을 수행하였다. 이 러한 목적을 위해 성형공정 변수인 사출시간 충전압력 그리고 보압시간이 성형품에 미치는 영향을 중량과 곡률반경 구면 정밀도 그리고 구면오차의 간접무늬를 측정하여 연구하였다. 그결과로서 성형품의 중량(칫수)과 곡률반경에 지대한 영향력을 행사하는 변수는 충전압력 이며 사출시간과 보압시간은 곡률반경과는 무관해 보이고 중량의 증가에는 기여하지만 공정 사이클 시간을 증가시키는 문제가 지적된다. 구면정밀도 측정실험 결과 길지도 짧지도 않는 15∼20초 사이의 보압시간 4초이내의 빠른 사출시간 그리고 860kg/cm2 이상의 높은 충전압 력에서 우수한 결과를 보여주었다, 마지막으로 구면의 형상에 대한 간접무늬 측정결과는 성 형공정을 이해하는데 강력한 도구가 됨을 발견하였다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.24 no.1
• /
• pp.23-32
• /
• 2020

It is not easy to fully fuel high pressure(70 MPa) hydrogen in a hydrogen vehicle tank quickly. This is because the temperature inside the tank rises rapidly due to heat caused by the Joule-Thomson effect, etc. So fueling protocols such as SAE J2601 in the U.S. and JPEC-S 0003 in Japan appeared. However, there is a problem with these protocols that a number assumption are introduced and the content is too complex and limited in scope. This study was conducted to develop a new protocol based on complete real-time communication. In this study, the hydrogen fueling simulation program were used to examine how the pressure ramp rate affects the temperature and pressure rise in the tank and the fueling flow rate. The results confirmed that the first parameter to be considered in determining the pressure ramp rate is the temperature of the tank.

• Journal of environmental and Sanitary engineering
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.4-13
• /
• 2000

산업공정에서 배출되는 대기오염물질 및 유독성가스를 제거하기 위한 방법에는 여러 가지가 적용되고 있으나, 본 연구에서는 충전탑을 이용한 흡수원리로써 오염물질을 처리하는데 후력학적 특성에 대해서 연구하였다. 즉 환경보호와 화학공업에서 에너지 절약 측면에 충전탑의 사용이 증가되고 있으며, 충전물의 재료로는 플라스틱, 금속 및 세라믹 등으로 제작되며 종류로는 VSP-ring, Hiflow-ring, Hackette, Top-packing, Envi-pac 등이 있고 사용범위는 정류와 증류, 흡수 및 탈착과 액체와 액체의 추출공정 등에 효율적으로 사용되고 있다. 산업현장에서는 과거에 주로 사용되어온 Intalox-saddle, Rasching-ring, Pall-ring 등의 재래적 충전물은 압력손실과 물질전달, 에너지 절약 및 효율성이 좋은 격자형 충전물의 개발로 인하여 점점 사용이 감소되고 있는 추세이며, 최근에는 합성수지로 제조된 충전물 NSW-ring, Hiflow-ring, Envi-pac 등은 실험 결과에 의해서 재래적인 충전물 Raschig-ring과 Pall-ring보다 높은 상대적인 공간체적과 충전높이에 따른 낮은 압력손실과 함께 높은 부하 한계치에 대하여 효율적이고 가벼운 분리작용에 의한 수력학적 특성이 증명되어졌다. 격자형 충전물이 산업에 적용되기 위해서는 압력손실과 액체함량, 부하 한계치 가스상 또는 액상 물질전달의 특성을 규명하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 가수와 액체의 역류흐름에 의한 수력학적 특성과 물질전달 실험결과를 나타내었다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.1-6
• /
• 2010

The strength safety of high pressure gas cylinder has been analyzed by using a finite element method. In this study, the internal gas pressures of a steel bombe include a service charging pressure of $9kg/cm^2$, high limit charging pressure of $18.6kg/cm^2$, high limit of safety valve operation pressure $24.5kg/cm^2$, and hydraulic testing pressure of $34.5kg/cm^2$. The computed FEM results indicate that the strength safety for a service charging pressure of $9kg/cm^2$ and high limit charging pressure of $18.6kg/cm^2$ is safe because the stress of a gas cylinder is within yield strength of steel. But the stress for a hydraulic testing pressure of $34.5kg/cm^2$ sufficiently exceeds the yield strength and remains under the tensile strength. If the hydraulic testing pressures frequently apply to the gas cylinder, the bombe may be fractured because a fatigue residual stress is accumulated on the lower round end plate due to a plastic deformation. The computed results show that the concentrated force in which is applied on a skirt zone does not affect to the lower round end plate, and the most weak zone of a bombe is a middle part of a lower round end plate between a bombe body and a skirt for a gas pressure. Thus, the FEM results show that the profile of a lower round end plate is an important design parameter of a high pressure gas cylinder.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.217-218
• /
• 2009

This experimental work is to verify the previously developed prediction model for self-consolidating concrete (SCC) formwork pressure. A new apparatus was devised to simulate formwork pressure in laboratory, and experiments were performed for one SCC mix. The predicted pressure with the calibrated parameters were compared with the pressure measured under continuous and discrete pouring. The calibrated parameters have a specific trend over loading time, and the calculated pressure accurately simulates the real pressure varying over time.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.6 no.2
• /
• pp.104-118
• /
• 1994

단섬유 보강 플래스틱 재료의 사출성형 충전공정에서 금형재의 유동장이 섬유 배향 상태를 형성하는데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 섬유의 배향상태가 역으로 유동장에 영향 을 미친다. 충전유동과 섬유 배향의 연계해석을 위하여 단섬유에 의한 추가적인 응력을 포 함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동의 해석에 도입하였다. 평명방향 으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하여 새롭게 유도된 압력 지배방정식과 에너지방정식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차배향텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법을 이용하여 풀었다. 절점 게이트 주변의 확장유동영역과 라인게이트를 통한 수축유동영역에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력이 유동장에 미치는 영향을 고 찰하였다. 확장유동영역에서는 평면방향으로의 속도구배에 의한 영향이 추가적인 유량으로 나타나면서 주어진 유량조건하에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하지 않은 경우보다 작은 압력구배를 나타냈다. 수축유동영역에서는 위와 반대의 결과를 보였다. 이러 한 경향은 섬유의 부피분율이증가하거나 모양비가 커짐에 따라 증가한다.

• Journal of Aerospace System Engineering
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.8-16
• /
• 2024

Because hydrogen has very low density, a different storage method is required to store the same amount of energy as fossil fuel. One way to increase the density of hydrogen is through liquefaction. However, since the liquefied temperature of hydrogen is extremely low at -252 ℃, it is easily vaporized by external heat input. When liquid hydrogen is vaporized, a self-pressurizing phenomenon occurs in which the pressure inside the hydrogen tank increases, so when designing the tank, this rising pressure must be carefully predicted. Therefore, in this paper, the internal pressure of a cryogenic liquid fuel tank was predicted according to the liquid hydrogen filling ratio. A one-dimensional thermodynamic model was applied to predict the pressure rise inside the tank. The thermodynamic model considered heat transfer, vaporization of liquid hydrogen, and fuel discharging. Finally, it was confirmed that there was a significant difference in pressure behavior and maximum rise pressure depending on the filling ratio of liquid hydrogen in the fuel tank.