• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.81-87
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• 2018

극초음속 비행체에서는 공기와의 마찰열과 엔진열의 증가로 기체 내부의 열적 부하가 발생한다. 이는 비행체 내부 구조물의 변형을 일으키고 오작동을 발생시킬 수 있다. 흡열연료는 액체 탄화수소 연료로써 흡열반응을 통해 열을 흡수할 수 있는 연료이다. 본 연구에서는 실제 반응조건과 비슷한 고정층 흐름형 반응기에서 Exo-tetrahydrodicyclopentadiene(exo-THDCP)를 연료로 사용하여 흡열 촉매 종류에 따른 흡열 반응 시 생성물, 코크 생성량과 촉매 특성 변화 간 관계에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.90-96
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• 2018

기성 유동상 반응기(AFBR)의 수리학적 특성을 고찰하기 위해 "무담체 모드"와 "담체 충진 모드"의 두 가지 모드에서 추적자 실험을 수행하였다. 각 모드에서 동일한 실험조건으로 실험을 수행하여 수리학적 수치들이 유도되었고 실제 반응기의 수리학적 특성파악에 필요한 데이터를 얻어 해석하였다. 두 가지모드에서의 수리학적 해석을 위해 담체는 비 반응성이고 분산계수가 상수라는 가정으로 비 반응성 추적자의 일차원-비 정상상태 농도분포의 분산모델을 사용하였다. 실험결과 담체는 반응기 내부에서의 혼합효과를 크게 증가시켰다. 담체를 충진하지 않은 경우 충진한 경우에 비해 분산계수는 최소 1자리 수 이상 작게 나타났다. 담체가 없는 경우 실험영역(Pe⦤0.83cm/s)에서 이류흐름이 지배적 흐름이었고 반응기의 흐름형태는 마개흐름형 반응기(PFR)에 근접하였다. 이 때 분산계수는 0.83cm/s까지 겉보기유속에 비례적으로 증가하였다. 그러나 담체가 충진된 경우, 흐름형태는 마개흐름형 반응기 (PFR)과 완전혼합형 반응기(CMFR)사이에 있음을 나타내었으며 분산계수는 겉보기유속이 0.41cm/s에서 거의 최대치에 도달한 후 0.82cm/s까지 유사한 수치를 나타내었다. 본 실험조건에서 분산계수는 액체 레이놀즈수(Re) 또는 입자 레이놀즈수(Rep)에 비례하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.991-994
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• 2017

극초음속 비행체에서는 공기와의 마찰열과 엔진열의 증가로 기체 내부의 열적 부하가 발생한다. 이는 비행체 내부 구조물의 변형을 일으키고 오작동을 발생시킬 수 있다. 흡열연료는 액체 탄화수소 연료로써 흡열반응을 통해 열을 흡수할 수 있는 연료이다. 본 연구에서는 실제 반응조건과 비슷한 Packed bed flow reactor에서 Exo-tetrahydrodicyclopentadiene를 연료로 사용하여 촉매의 흡열량을 측정하는 방법에 대한 연구를 진행하였다.

• 한국재료학회지
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• 제6권1호
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• pp.99-105
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• 1996

본 연구에서는 TIMA를 전구체로 하는 수직형 MOCVD 반응기를 대상으로 수학적 모델을 세우고 컴퓨터에 의한 수치모사를 수행하여 반응기 설계 변수 및 공정조건이 AI의 증착속도와 증착두께 분포에 미치는 영향을 알아보았다. 수학적 모델은 수직형 반응기를 축대칭으로 보아 2차원으로 수립하였으며 반응기내의 운동량전달, 열전달, 물질전달을 포함한다. 이 수학적 모델의 지배 방정식들에 대하여 Galerkin 유한요소법을 적용하여 수치적으로 반응기 내의 유체 흐름 구조, 온도분포와 반응물의 농도 분포를 구하였다. 수치모사 결과 AI의 증착속도는 반응기 압력이 0.47torr, 기판온도가 25$0^{\circ}C$, 유량이 7.5sccm일 경우, 190-230$\AA$/min로 나타났다.

• 공업화학
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• 제25권4호
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• pp.401-408
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• 2014

분리막 생물반응기에서 산기량 제어는 반응기 내 유체흐름과 특히 막표면 근방에서의 전단응력을 변화시켜 막오염 감소 및 에너지 절약을 구현하는 중요 독립변수 중 하나이다. 본 연구에서는 원통형 생물 반응기 중심에 침지형 평막을 장착하고 하부에서 공기가 공급되는 3차원적 시스템에 대하여 "COMSOL"프로그램을 사용하여 수치해석하였다. 용액의 점도, 온도는 일정하다고 가정했으며 투과액 부피와 산기량의 비인 $SAD_p$를 변수로 사용하였다. 유속센서, 동영상 이미지분석으로 측정한 유속과 수치해석 결과는 11% 이내에서 일치함을 확인하였다. 반응기 내 유체의 흐름은 산기관과 막모듈 구간에서 급격하게 증가하였으나 막모듈을 지나면서 감소하였으며 반응조 벽에서 중심축 방향으로 갈수록 유속이 증가하는 경향을 보였다. 막 표면에서 계산된 전단응력은 하단 중앙부가 가장 크게 나타났으며 산기량이 증가할수록 전단응력이 증가하였다. 특히 산기량을 0.15에서 0.25 L/min로 증가할 경우 크게 증가함을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.481-486
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• 2021

극초음속 비행체의 비행 중에 발생되는 열 문제를 해결하기 위해 탑재된 연료의 분해반응 시 나타나는 흡열효과를 이용하는 냉각기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 HZSM-5를 촉매로 사용하여 n-dodecane 연료의 분해반응을 수행하였으며, 촉매 분해반응의 흡열효과를 극대화하고 코크생성을 억제하기 위해 촉매를 메탈폼에 코팅하였다. 반응기는 외경 1.27 cm의 스테인리스 스틸 흐름형 반응기를 사용하였다. HZSM-5를 메탈폼에 코팅한 촉매를 사용한 촉매 분해반응 결과 흡열량은 최대 2887 kJ/kg, 기상전환율은 34% 이었으며, 메탈폼의 코크생성량은 촉매를 코팅함에 따라 촉매를 코팅하지 않은 것에 비해 약 56% 감소하였다.

• 대한화학회지
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• 제50권1호
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• pp.14-22
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• 2006

방전을 이용한 화학반응기의 기본 모델은 관통형 속 빈 음극 방전셀을 응용하였다. 최근 글로우 방전은 원자분광학에 있어서 방출원으로서의 역할과 더불어 원자화 장치로서 점차적으로 그 연구의 범위를 넓혀가고 있으며, 미량분석, 철강분석, 표면 분석 등에 널리 사용되고 있으며 타 분석 기기와의 접목 등을 통하여 상당한 기술적 성과가 이루어지고 있다.1 또한 본 연구 이전에 기초적인 글로우방전의 성질과 방출 특성에 대해서도 여러 차례 재검토된 바 있어 본 실험에 활용할 수 있었다.2-3 지난 1993년에는 저온의 플라즈마를 이용하여 대기중의 유독가스의 처리에 대한 연구가 발표되었으며, 이 논문에 의하면 연속적인 공기의 흐름 하에서 직류 글로우 방전을 이용하면 유해성 가스인 SO2와 NO의 제거가 가능하다고 보고되었다.4 이를 바탕으로 본 연구에서는 안정적인 공기 플라즈마의 형성과 관통형 양, 음극관 안으로 모든 흐름공기가 음 글로우(Negative glow)영역을 통과하도록 고효율 반응기를 설계하였다. 현재 본 연구에서 디자인한 속 빈 음극관 형 글로우 방전은 경제성이 우수하며 사용하기 쉽다는 것 외에도 방출원 으로서의 장점도 제공함을 관찰하였다.

• KSBB Journal
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• 제7권4호
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• pp.252-257
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• 1992

호기성 미생물 고정화를 위해 새로 개발한 평판형막 생물 반응기(FMBR)을 개발하여Aspergillus niger (KCTC 1232)로부터의 구연산 생산을 연구하였다. 반응기는 삼단으로 구성되어 있으며 상층부에는 산소 공급을 위한 공기흐름이 있고 주층부에는 미생물이 고정화되어 있으며 하층부에는 배지가 연속적으로 공급된다. 배지의 초기 pH는 구연산 생성에 있어서 중요한 영향을 미치며 pH가 낮을수록 구연산 생산수율이 높았다. 산소원으로 공기와 순수산소를 이용하여 생산성은 각각0.20, 0.40h/Lh에 달하였다. EH한 배지의 공급속도가 높을수록 생산성이 어느 정도 증가함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.763-767
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• 2019

본 연구에서는 흐름형 반응기를 활용하여 단일 화합물로 구성된 연료인 exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCP)의 유량을 변화시킴에 따라 나타나는 열분해 특성에 대해 분석하였다. 실험은 $500^{\circ}C$, 50 bar의 온도와 압력 조건에서 수행하였으며, 각 유량 조건에서 반응을 통해 생성된 물질은 GC/MS를 사용하여 분석하였다. 그 결과, exo-THDCP는 열에 의해 주로 고리형 화합물로 분해됨과 동시에 일부는 이성질화 되는 것을 확인하였다. 또한, 유량이 증가할수록 분해 및 이성질화 반응을 통해 생성되는 화합물의 종류와 비율이 감소하였으며, 이에 따라 연료의 전환율과 분해 반응 시에 발생하는 흡열량도 함께 감소하였다. 열분해 반응 시에 비교적 빠르게 생성되는 화합물은 주로 1-cyclopentylcyclopentene (1-CPCP)의 radical 형태를 중간체로 하여 형성되는 것으로 분석되었는데, 이는 exo-THDCP로부터 생성될 수 있는 중간체 중에서도 특히 1-CPCP가 생성되는 데에 필요한 활성화 에너지가 약 42 kcal/mol로 가장 낮기 때문인 것으로 해석된다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권5호
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• pp.65-70
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• 2007

자극-반응(stimulus-response method)법을 이용하여 1단과 다단 혼합침강형 추출장치의 물질흐름특성을 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 실험 결과, 1단 추출장치의 혼합조의 반응특성은 CSTR과 동일한 결과를 나타내었으며 혼합-침강조의 반응특성에서는 시간 지연 효과가 나타나며, 단수가 증가할수록 시간지연효과는 증가하였다. 1단과 다단 추출장치의 반응특성 실험결과를 RTD모델 해석프로그램인 K-RTD를 이용하여 분석하여 1단 및 다단 추출기의 RTD을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 1단 및 다단 혼합침강조형 추출기의 RTD 모델에 의한 계산값과 실험값에 대한 상관 계수는 각각 0.963과 0.995로 비교적 높은 것을 확인하였다.