• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.21 no.1
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• pp.165-173
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• 1997

The present study investigates heat/mass transfer for flow through perforated plates for application to combustor wall and turbine blade film cooling. The experiments are conducted for hole length to diameter ratios of 0.68 to 1.5, for hole pitch-to-diameter ratios of 1.5 and 3.0, for gap distance between two parallel perforated plates of 1 to 3 hole diameters, and for Reynolds numbers of 60 to 13, 700. Local heat/mass transfer coefficients near and inside the cooling holes are obtained using a naphthalene sublimation technique. Detailed knowledge of the local transfer coefficients is essential to analyze thermal stress in turbine components. The results indicate that the heat/mass transfer coefficients inside the hole surface vary significantly due to flow separation and reattachment. The transfer coefficient near the reattachment point is about four and half times that for a fully developed circular tube flow. The heat/mass transfer coefficient on the leeward surface has the same order as that on the windward surface because of a strong recirculation flow between neighboring jets from the array of holes. For flow through two perforated plate layers, the transfer coefficients on the target surface (windward surface of the second wall) affected by the gap spacing are approximately three to four times higher than that with a single layer.

• Journal of Energy Engineering
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• v.19 no.3
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• pp.188-194
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• 2010

Direct Carbon Fuel Cell(DCFC), unlike gas turbines or engines, is a kind of fuel cell which directly generates electricity by electrochemical reaction from a carbon fuel. The advantages of DCFC are higher efficiency and lower emission in comparison with existing power generation facilities. In this study, the effects of CO and $CO_2$ on theoretical potential are examined using the thermodynamic equilibrium method, and the dependence of product on operating temperature is examined via two dimensional CFD method. As a result, when the reaction of CO production (Boudouard reaction) considered, theoretical potential is higher than that in only $CO_2$ reactions, and its value increases as temperature increases. Two dimensional results of computational fluid dynamics(CFD) confirm that the Boudouard reaction becomes more important to be considered as temperature increases and inert gas affects the equilibrium composition of the Boudouard reaction.

• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.4
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• pp.318-326
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• 2001

To enhance thermal efficiency of thermal facility through recovery of low and medium temperature waste heat, 1 MW organic Rankine cycle system was designed and developed. The exhaust gases of 175$^{\circ}C$ at two 100 MW power plants in pohang steel works were selected as the representative of low and medium temperature waste heat in industrial process for the heat source of the organic Rankine cycle system. HCFC-123, a kind of harmless refrigerant, was chosen as the working fluid for Rankine cycle. The organic Rankine cycle system with selected exhaust gases and working fluid was designed and constructed. From the operation, it was confirmed that the organic Rankine cycle system is available for low and medium temperature waste heat recovery in industrial process. The optimum operating manuals, such as heat-up of hot water, turbine start-up, and the process of electric power generation, were derived. However, electric power generated was not 1 MW as designed but only 670 kW. It is due to deficiency of pump capacity for supply of HCFC-123. So it is necessary to increase the pump capacity or to decrease the pressure loss in pipe for more improved HCFC-123 supply.

• Journal of Energy Engineering
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• v.13 no.2
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• pp.118-127
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• 2004

The purpose of this study is experimentally to analyze that intake port swirl, injection system and turbocharger have an effect on the engine performance and the emission characteristics in a V8 type turbocharged intercooler D.I. diesel engine of the displacement 16.7ι, and to suggest the improvement of engine performance. Generally to enhance engine power, TCI diesel engine is put to practically use turbo-charged intercoler in order to increase boost efficiency which is cooled boost air. As results of considering the factors of the intake port of swirl ratio 2.25, compression ratio 17.5, re-entrant 8.5$^{\circ}$ combustion bowl, nozzle hole diameter ${\Phi}$0.33*3+${\Phi}$0.35*2, nozzle protrusion 3.18mm, injection timing BTDC 12$^{\circ}$CA and turbo charger (compressor 0.6A/R+46Trim, turbine 1.0A/R+57Trim) is the best in the full range of operating in the engine performance and the exhaust characteristics of NO$\_$x/ concentration. Therefore their factors are appropriated as intake system, injection and turbocharger system.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.880-883
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• 2009

석탄가스화복합발전(IGCC) 시스템에서 합성가스 중에 포함된 황화수소($H_2S$)는 후단의 가스 터빈과 같은 장치의 부식을 방지하고, 합성가스를 이용하는 연료전지 등의 연계 공정에서 요구하는 수준에 맞추어 정제되어야 한다. 본 연구에서는 $H_2S$ 정제공정 추가에 따른 IGCC 시스템의 효율저하를 최소화하기 위하여 고온고압에서 사용가능한 탈황제를 분무건조법을 이용하여 제조하고 제조된 탈황제에 대해 물성 및 황 흡수능 시험을 실시하였다. 형상, 내마모도, 평균입자크기, 충진밀도와 함께 제조된 탈황제가 적용되는 유동층 공정에 적합한 강도를 보유하는지 여부를 미국표준시험방법에 의하여 측정하였다. 황 흡수능은 열중량분석기를 반응기로 사용하여 모사 합성 가스 분위기에서 측정하였다. 분무건조 성형된 탈황제의 일부가 구형이 아닌 타원형 또는 도넛 형태를 나타내고 있어 형상 개선을 위한 제조방법 개선이 필요한 것으로 나타났다. 제조된 탈황제는 기공도가 65% 이상으로 macropore가 기공부피의 대부분을, mesopore가 비표면적의 대부분을 제공하고 있었다. 소성온도를 650 $^{\circ}C$에서 750 $^{\circ}C$로 증가시킴에 따라 대체로 강도가 감소하는 경향을 나타내었다. 열중량분석기로 측정된 황 흡수능은 약 10 wt%로 나타났다. 제조된 탈황제 중 일부는 유동층 공정에 적합한 물성을 보유하고 있었으며 반응성 또한 기존에 개발된 탈황제에 버금가는 성능을 나타내어 향후 공정 적용이 가능할 것으로 분석되었다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.8 no.2
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• pp.10-17
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• 2004

The results of the combustion performance tests of gas generator which supplies hot gas into the turbine of turbo-pump for liquid rocket engine and uses LOx and kerosene as propellant are described. The gas generator consists of a injector head with F-O-F impinging injector, a water cooled combustion chamber, a gas torch igniter, a turbulence ring and an instrument ring. The effect of turbulence ring and combustion chamber length on performance of gas generator are investigated. The ignition and combustion at design point are stable and the pressure and gas temperature at gas generator exit meets the target. The turbulence ring installed at middle of chamber effectively mixes hot gas with cold gas and the effect of residence time of hot gas in gas generator on combustion efficiency is small. Test results show that the main parameter controlling the gas temperature at gas generator exit is overall O/F ratio.

• Nuclear industry
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• v.27 no.4 s.290
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• pp.46-50
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• 2007

고리 1호기는 한국에서 최초로 규제 기관에 계속운전을 신청한 원전이다. 2007년 6월에 설계 수명 기간 만료가 되는 고리 1호기는 규제 기관으로부터 계속운전(Continued Operation)에 대한 안전성 심사를 받고 있다. 한수원은 고리 1호기 계속운전 승인을 금년 12월에 받기 위해 최선을 다하고 있으며 지역 주민의 사회적 수용성 확보를 위해 노력중이다. 고리 1호기의 계속운전 기간 동안 안전성을 평가하고 정리한 안전성평가보고서를 한수원은 2006년 6월에 정부에 제출하였다. 고리 1호기는 웨스팅하우스의 2루프 가압경수로이다. 이와 동일한 원전인 일본의 미하마 1,2호기와 겐까이1호기가 계속운전중이며, 미국의 기네이와 포인트 비치 1,2호기가 계속운전 승인을 받았다. 제출한 안전성평가보고서에 대해 한국원자력안전기술원이 심사중이며, 해외 원전과 같이 계속운전을 할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 또한 계속운전을 위한 사회적 수용성(Public Acceptance) 확보는 설비의 철저한 안전성 확보 및 지역 주민의 공감대 형성을 통해서 이루어질 것이다. 설계 수명 이후 원자력발전소를 계속 운전하는 것은 이미 선진국에서 시행되고 있다. 2007년 3월 기준으로 미국에서 48기가 운영 허가 갱신 승인을 받았고, 영국은 8기, 일본은 12기가 계속운전중이다. 고리 1호기 성능 지표를 개선시키기 위해서 한수원은 증기발생기, 저압 터빈, 원자로 냉각재 펌프 내장품, 주변압기, 주발전기 등을 교체하였으며, 수명관리 연구, 주기적안전성 평가, 환경 영향 평가를 수행하였다. 2005년 9월에는 미국의 운영 허가 갱신 제도를 참조하여 원자력법이 개정되었다. 이에 한수원은 개정된 원자력법에 맞추어 주기적 안전성평가, 주요 기기에 대한 수명 평가 및 방사능 환경 영향평가를 하였다. 이 세가지 보고서들로 구성된 안전성평가보고서를 2006년 6월에 규제 기관에 제출하였다. 계속운전은 한국을 비롯하여 부존 자원이 부족한 국가들에게는 에너지 자원의 효율적 활용 및 온실 가스 배출을 고려할 때 반드시 필요한 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.10
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• pp.673-679
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• 2016

Because of the growing interest in supercritical carbon dioxide power cycle technology owing to its potential enhancement in compactness and efficiency, supercritical carbon dioxide cycles have been studied in the fields of nuclear power, concentrated solar power (CSP), and fossil fuel power generation. This study introduces the current status of the research project on the supercritical carbon dioxide power cycle by Korea Institute of Energy Research (KIER). During the first phase of the project, the un-recuperated supercritical Brayton cycle test loop was built and tested. In phase two, researchers are designing and building a supercritical carbon dioxide dual Brayton cycle, which utilizes two turbines and two recuperators. Under the simulation condition considered in this study, it was confirmed that the design parameter has an optimal value for maximizing the net power in the supercritical carbon dioxide dual cycle.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1990.10a
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• pp.173-178
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• 1990

로터-베어링축계는 증기및 가스터빈, 터보 발전기, 압축기등 거의 모든 산업 기계류에서 동력 전달의 기본 도구로써 사용되고 있다. 즉 회전에 의한 동력 의전달은 비교적 간단히 대용량의 동력을 효율적으로 전달할 수 있다. 이에 따라 회전기계류에 대한 연구는 산업 혁명 이후 꾸준히 발전되어 온바, 특히 근래에 들어와 산업기계류의 경쟁이 치열하여짐에 따라 산업기계류의 고정 밀화, 고속화, 고신뢰화 요구가 증대하고 있는 현실을 비추어 볼때, 산업 기 계류의 근간을 이루고 있는 로터-베어링 축계의 안정성을 포함한 진동에 관 한 문제는 회전기계류 설계의 주요 기술로써 연구.개발의 필요성이 매우 높 다 하겠다. 회전축계 진동 관련 연구는 두 분야로 대별될 수 있는데 언밸런 스(Unbalance)에 의한 Synchronous진동과 여러가지 원인에 의해 계의 불안 정성을 유발시키는 Nonsynchronous진동으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 이들 연구의 기본이 되는 회전축-베어링계 동특성 해석 프로그램을 개발하 였다. 여러가지 방법이 있으나 여기서는 Holzer가 비틀림 진동에 적용하고, Mykiestad(2)와 Prohl(3)에 의하여 회전축의 횡 진동에 적용된 이후 Lund(4) 등에 의하여 베어링의 영향등이 첨가된 전달 매트릭스 (Transfer Matrix) 방 법을 이용하여 임계속도(Critical Speed), 모우드 형태(Mode shapes)를 예측 하고 불안정 판정(Instability Criteria)등을 할 수 있는 프로그램을 개발하였 다. 특히 Murphy(1)의 다항식 방법(Polynomial Method)에 기본을 두어 기존 의 전달 매트릭스가 가지고 있던 반복, 수렴 시간 문제와 빠뜨리는 임계속도 예측에 대한 개선을 이루었으며 기존 논문과 실험 결과와의 비교 검토를 통 하여 개발된 프로그램의 신뢰성을 검토하였다. 특히, 각종 회전 기계의 소형 화, 경량화 추세에 따라 지반이나 케이싱이 경량이거나 유연하여 회전축과 동적으로 연성된 경우 회전축-베어링-지반으로 이루어진 2중구조의 회전축 계 동특성을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하므로서 회전 기계류의 진동 전반에 걸친 문제점에 대한 그 원인과 현상을 명확히 분석하여 국내의 전기 계류의 보다 신뢰성있는 설계 및 제작자료를 확보하는데 기여할 수 있게 하 였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.4
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• pp.311-320
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• 2014

Rotor blades are important devices that affect the power performance, efficiency of energy conversion, and loading and dynamic stability of wind turbines. Therefore, considering the characteristics of a wind turbine system is important for achieving optimal blade design. When a design is complete, a design evaluation should be performed to verify the structural integrity of the proposed blade in accordance with international standards or guidelines. This paper presents a detailed exposition of the evaluation items and acceptance criteria required for the design certification of wind turbine blades. It also presents design evaluation results for a 2-MW blade (KR40.1b). Analyses of ultimate strength, buckling stability, and tip displacement were performed using FEM, and Miner's rule was applied to evaluate the fatigue life of the blade. The structural integrity of the KR40.1b blade was found to satisfy the design standards.