• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.765-772
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• 2011

본 연구에서는 선박 전원용 SOFC 시스템에 대한 HIL(Hardware-In-the-Loop)을 구축하기 위하여 실시간 코드 생성이 가능한 연료전지 시스템 모델을 개발을 하였다. 또한, 메탄을 연료로 사용한 내부개질형 500kW급 고체산화물형 연료전지 시스템에서 연료전지 스택으로 공급되는 애노드와 캐소드 공급가스의 온도 차이를 최소화하기 위하여 연료전지 스택 배기가스의 유량 분배, 연료 및 공기 공급 유량, 공급 공기 온도의 영향이 애노드 및 캐소드 공급 가스의 온도 특성과 연료전지 스택 출력 및 시스템 효율 등에 미치는 영향에 관하여 검토하였다. 그 결과 터빈 출구에 위치한 3-Way 밸브의 위치가 0.839에서 애노드와 캐소드 공급 가스 온도가 약 830K에서 동일하게 유지됨을 알 수 있었다. 또한, 애노드와 캐소드 공급 가스 온도를 높이기 위해서는 연료전지 스택 및 시스템 효율을 충분히 고려하여 메탄 공급 유량을 최적화하는 프로세스가 필요함을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.90-98
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• 2002

본 연구는 선회유동과 연소인자가 9.4L인 터보과급 디젤엔진의 성능과 배기가스특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 일반적으로 디젤엔진의 연소과정에서 선회유동은 분사되고 있는 연료와 흡칩공기의 혼합을 촉진시켜 줌으로써 엔진성능을 향상시키는데 매우 중요한 인자가 된다. 특히 터보과급 디젤엔진에서는 실린더내의 고온.고압가스로 인하여 연비와 NO$_{x}$ 농도는 서로 상반관계를 가지므로 적절한 용량의 과급기선정으로 흡.배기시스템, 분사시스템 및 연소실의 설계 등을 고려할 필요가 있다. 본 연구의 결과로서, 정상유동실험을 통하여 선회비가 증가함으로써 평균유량계수가 감소하고, 반면에 걸프 펙터가 증가함을 알 수 있었다. 또한 엔진실험을 통하여 흡기포트의 선회비 2.43, 분사시기 BTDC 13$^{\circ}$ CA, 압축비 16, 리앤트란트 5$^{\circ}$형 연소실, 노즐분공경 $\Phi$0.28*6 및 과급기 GT40(압축기 A/R 0.58, 터빈 A/R 1.19)의 적용인자가 최적의 성능 및 배기가스를 만족시킬 수 있었다.

• 신재생에너지
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• 제7권3호
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• pp.67-73
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• 2011

MGT fuelled by landfill gas was tested to asses feasibility of its exhaust gas application for $CO_2$ enrichment. The exhaust gas was analyzed during start-up and normal operation with different MGT load conditions. Due to the changes of air/fuel ratio and combustion mode, $O_2$, $CO_2$, CO and NOx concentration were varied within wide ranges during the MGT start-up. Especially, NOx emissioin level was increased up to 20.01 ppmv. Different tendencies of $O_2$, $CO_2$, CO and NOx concentrations were observed with MGT output changes. $O_2$ and CO concentrations were shown to be decreased and NOx and $CO_2$ concentrations were shown to have opposite trends. NOx emission level (0.8~1.88 ppmv) was very low compared to other types of combustion based power generation equipment. Unburned hydrocarbon emission level was substantially decreased with MGT load increase. Especially, $C_2H_4$ concentration was below the detection limit(0.2 ppmv) around the nominal load condition. The exhaust gas from landfill gas fuelled MGT system was shown to be feasible for $CO_2$ fertilization. Concentrations of major components were within or below the maximum allowable ranges.

• 에너지공학
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• 제13권2호
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• pp.118-127
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• 2004

본 연구는 배기량이 16.7ι인 V8형 터보차져 인터쿨러 직접분사식 디젤기관에서 흡기포트의 선회유동과 연료분사계 및 과급기가 기관성능 및 배출가스특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하며 성능을 개선하는데 있다. 일반적으로 기관의 출력을 높이기 위하여 과급기 및 인터쿨러를 장착하여 과급공기를 냉각시켜 과급효율을 더욱 높인 TCI디젤기관이 보편화되고 있다 본 연구의 결과로서 흡기포트의 선회비가 2.25인 경우에서 압축비 17.5, re-entrant 8.5$^{\circ}$ 형 연소실, 노즐분공경 $\Phi$0.33*3+$\Phi$0.35*2, 노즐돌출량 3.18mm, 분사시기 BTDC 12$^{\circ}$CA, 과급기 T042(압축기 0.6A/R+46Trim, 터빈 1.0A/R+57Trim)경우가 기관성능 및 NO$_{x}$ 농도의 배출특성을 고려할 때 운전영역에서 가장 우수하여 흡기포트, 분사계 및 과급기에 대한 각 인자를 적정화할 수 있었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.5-10
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• 2016

Gas flow measurement in a closed duct was performed using multi-point Pitot tubes. Measurement uncertainty was assessed for this measurement method. The method was applied for the measurement of air flow into a gas turbine engine in an altitude engine test facility. 46 Pitot tubes, 15 total temperature Kiel probes and 9 static pressure tabs were installed in the engine inlet duct of inner diameter of 264 mm. Five tests were done in an airflow range of 2~10 kg/s. The flow was compressible and the Reynolds numbers were between 450,000 and 2,220,000. The measurement uncertainty was the highest as 6.1% for the lowest flow rate, and lowest as 0.8% for the highest flow rate. This is because the difference between the total and static pressures, which is also related to the flow velocity, becomes almost zero for low flow rate cases. It was found that this measurement method can be used only when the flow velocity is relatively high, e.g., 50 m/s. Static pressure was the most influencing parameter on the flow rate measurement uncertainty. Temperature measurement uncertainty was not very important. Measurement of boundary layer was found to be important for this type of flow rate measurement method. But measurement of flow non-uniformity was not very important provided that the non-uniformity has random behavior in the duct.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.242-251
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• 2020

본 연구에서는 직립 안벽 앞에 설치된 2차원 진동수주형 파력발전장치의 추출효율과 반사율을 규칙파와 불규칙파에 대하여 살펴보고 둘 사이의 상관관계를 조사하였다. 해석이론으로 선형포텐셜 이론에 기반을 둔 고유함수전개법을 사용하였다. 공기실이 완전 개방되었을 때 입사파에 의한 산란문제와 공기실이 닫혀 있을 때 공기실내의 변동압력에 의한 파의 방사문제를 풀어 공기실 내부의 유량을 구하고, 이를 공기실내의 공기 흐름에 대한 연속방정식에 대입하여 변동압력을 구한다. 추출파워가 최대가 되는 최적 터빈계수를 적용하여 진동수주형 파력발전장치의 최대 추출효율과 반사율을 규칙파와 불규칙파에 대하여 구하였다. 파랑에너지를 효율적으로 흡수하도록 설계된 진동수주형 파력발전장치는 동시에 반사파를 줄이는데 기여하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제32권2호
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• pp.144-156
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• 1999

Thermal Barrier Coating with Functional Gradient Materials (FGM-TBC) can play an important role to protect the parts from harmful environments in high temperatures such as oxidation, corrosion, and wear and to improve the efficiency of aircraft engine by lowering the surface temperature on turbine blade. FGM-TBC can increase the life spans of product and improve the operating properties. Therfore, in this study the evaluations of mechanical and thermal properties of FGM-TBC such as fatigue, oxidation and wear-resistance at high temperatures have been conducted. The samples of both the TBC with 2, 3, 5 layers (YSZ/NiCrAlY) to be produced by Air Plasma Spray method (APS) and the bulk TBC with 6 layers to be produced by Plasma Assisted Sintering method (PAS) were used. Furthermore, residual stress, bond strength, and thermal conductivity were evaluated. The average thickness of the APS was 500$\mu\textrm{m}$ to 600$\mu\textrm{m}$ and the average thickness of the PAS was 3mm. The hardness number of the top layer of APS was 750 Hv to 810Hv and that of PAS was 950 Hv to 1440Hv. The $ZrO_2$ coating layer of APS was composed of tetragonal structure after spraying as the result of XRD analysis. As shown in the results of the high temperature wear test, the 3 layer coating of APS had the best wear resistance at $800^{\circ}C$ and the 5 layer coating of APS had the best wear resistance at $600^{\circ}C$. But, these coatings had the tendency of the low-temperature softening at $300^{\circ}C$. The main mechanism of wear was the adhesive wear and the friction coefficient of coatings was increased as increasing the test temperatures. A s results of thermal conductivity test, the ${\Delta}T$ of the APS coating was increased as number of layer and the range of thermal conductivity of the PAS was $800^{\circ}C$ to $1000^{\circ}C$.

• 한국추진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.26-34
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• 2011

스월러를 가진 천연가스 연료분사기가 장착된 희박 예혼합 연소기에서 화염구조의 일부분인 재순환 영역의 형성이 연소불안정에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 연구를 진행하였다. PIV 계측기법으로 연소장에서의 화염의 안정화 그리고 불안정한 영역에서 유동장을 확인해본 결과 스월러에 의한 재순환 영역은 화염의 안정화 및 난류의 강도뿐만 아니라 재순환영역 형성의 크기에 따른 화염 재점화에도 영향을 미쳐 연소불안정 발생의 원인이 되는 열방출 섭동과 매우 밀접한 관계가 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1097-1103
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• 2011

액적충돌침식은 증기나 공기에 포함된 액적이 금속 소재에 고속으로 충돌할 때 모재가 손상되는 현상이다. 액적충돌침식 손상은 증기터빈이나 빗방울과 부딪치는 항공기에서 주로 발생되어 왔으나 최근에는 원전 배관에서도 발생하고 있다. 원전 배관 중에서도 특히 높은 압력강하가 발생하고 2상 증기가 흐르는 배관에서 주로 발생한다. 실제 2011년 초반 국내 한 원전에서는 2상 증기가 흐르는 배관에서 액적충돌침식 손상으로 인한 누설이 발생한 바 있다. 본 논문에서는 액적충돌침식 손상이 발생한 배관에 대하여 손상을 억제할 수 있는 설계변경 방안에 관한 연구를 수행하였다. 설계변경은 유체 유동측면에서 분석하였으며, 상용 수치해석 코드인 FLUENT를 이용하였다.

• 플랜트 저널
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• 제14권2호
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• pp.33-38
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• 2018

본 연구에서는 순환유동층보일러의 베드가 과열되어 층 물질의 소결이 발생하고 노 내 유동물질에 의해 보일러튜브가 마모 되는 것을 최소화하기 위하여, 노 하부 베드의 층 물질량 조정을 통한 베드 온도 변화를 실험적으로 연구하였다. 실험은 300MW급 순환유동층보일러인 여수화력 2호기를 대상으로 하였으며 터빈출력, 석탄소비량, 공기량 등을 고정한 상태에서 층 물질 양을 감소시켜 베드 압력을 설계값 4.5KPa에서 2.5KPa까지 감소시켰다. 결론적으로 층 물질 양을 적정하게 줄이면 베드 온도가 저하 되나, 지속적으로 저하되지 않는 것을 확인 하였으며, 베드 압력 3.0KPa, 즉 베드 물질량 110 톤을 변곡점으로 하여 베드 온도는 상승하기 시작하였다. 층 물질량이 충분히 많은 상태에서, 층 물질량이 감소되면 베드 온도는 저하되며, 층 물질량이 적정량 보다 적으면 노 내 유동물질의 순환량 감소로 베드 온도는 상승함을 알 수 있었다. 또한 유동층보일러에서 베드 온도 변화는 단순히 층 물질의 양 뿐만 아니라, 보일러 용량 및 연료의 성상 등에 따라 변화 추이가 매우 다양하게 나타난다는 것을 알 수 있었다.