Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.11
no.1
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pp.55-60
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2010
Vortex tube is the device that can separate small particles from the compressed gas, as well as compressed gas into hot and cold flow. Due to energy separation ability, a vortex tube can substitute for an EGR cooler of the automotive engine. In this study, experimental approach has been performed to analyze the energy separation characteristics of the vortex tube. Energy separation characteristics of the vortex tube has been tested for supply pressure, cold-out pressure, and hot-out pressure. As increasing supply pressure, energy separation effect increased. Maximum temperature exists about 0.85 of the cold-out-flow-ratio, and minimum exists about 0.35. Hot-out temperature of the vortex tube is affected by the hot-out and cold-out pressure. However, for the given conditions, cold-out temperature is independent of exit pressure change. The results from this study can be used for the basic design parameter of the EGR cooler substitute of an automotive engine.
Tungsten thin film was deposited on p-(100) silicon substrate by using the LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) technique. $WF_6$ was used as a source gas for tungsten and $SiH_4$ was used as a reducing gas for $WF_6$. Tungsten thin film was deposited by either SiH4 or Si substrate reduction of $WF_6$ under cold-wall condition and it was deposited by $SiH_4$ reduction of $WF_6$ under hot-wall condition. The crystal structure of deposited thin film under both conditions were identified to be bcc (body centered cubic). The physical and electrical properties of deposited thin films were investigated. The deposited film under hot-wall condition changed to $WSi_2$ film by the annealing under $800^{\circ}C.$ From the experimental results and theoretical considerations, the change of the crystal structure of the thin film by annealing was discussed. $WSi_2$ thin film, which was known to have good compatibility with Si substrate, could be produced under hot-wall condition although the film properties were superior under cold-wall condition.
This paper describes experimental study on GM-type pulse tube refrigerator (PTR). In a PTR, the pulse tube is only filled with working gas and there exists secondary flow due to a large temperature difference between cold-end and warm-end. The stability of secondary flow is affected by orientation of cold-head and thus, the cooling performance is deteriorated by gas mixing due to secondary flow. In this study, a single stage GM-type pulse tube refrigerator is fabricated and tested. The cooing performance of the fabricated PTR is measured as varying cold-head orientation angle and the results are used as reference data. Then, we divided interior space of pulse tube into three segments, and fixed the various size of screen mesh at interface of each segment to suppress the performance degradation due to secondary flow. For various configuration of pulse tube, no-load test and heat load test are carried out with the fixed experimental condition of charging pressure, operating frequency and orifice valve turns. From experimental results, the fine screen mesh shows the effective suppression of performance degradation for the large orientation angle, but the use of screen mesh cause the loss of cooling capacity rather than the case of no insertion into pulse tube. It should be compromised whether the use of screen mesh in consideration of the installation limitation of a GM-type pulse tube refrigerator.
Compare to the gaseous hydrogen, liquid hydrogen has various advantages: easy to transport, high energy density, and low risk of explosion. However, the hydrogen liquefaction process is highly energy intensive because it requires lots of energy for refrigeration. On the other hand, the cold energy of the liquefied natural gas (LNG) is wasted during the regasification. It means there are opportunities to improve the energy efficiency of the hydrogen liquefaction process by recovering wasted LNG cold energy. In addition, hydrogen production by natural gas reforming is one of the most economical ways, thus LNG can be used as a raw material for hydrogen production. In this study, a novel hydrogen production and liquefaction process is proposed by using LNG as a raw material as well as a cold source. To develop this process, the hydrogen liquefaction process using hydrocarbon mixed refrigerant and the helium-neon refrigerant is selected as a base case design. The proposed design is developed by applying LNG as a cold source for the hydrogen precooling. The performance of the proposed process is analyzed in terms of energy consumption and exergy efficiency, and it is compared with the base case design. As the result, the proposed design shows 17.9% of energy reduction and 11.2% of exergy efficiency improvement compare to the base case design.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.10
no.3
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pp.61-69
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2002
To meet stringent LEV and ULEV emission standards, a considerable amount of development work was necessary to ensure suitable efficiency and durability of catalyst systems. The main challenge is to cut off the engine cold-start emissions. It is known that up to 80% of the total hydrocarbons(THC) are exhausted within the first five minutes in case of US FTP 75 cycle. Close-Coupled Catalyst(CCC) provides fast light-off temperature by utilizing the energy in the exhaust gas. However, if some malfunction occurred at engine operation and the catalyst temperature exceeds 1050$\^{C}$, the catalytic converter is deactivated and shows the poor conversion efficiency. This paper presents effEcts of engine operating conditions on catalytic converter temperature in a SI engine, which are the indications of catalytic deactivation. Exhaust gas temperature and catalyst temperature were measured as a function of air/fuel ratio, ignition timing and misfire rates. Additionally, light-off time was measured to investigate the effect of operating conditions. It was found that ignition retard and misfire can result in the deactivation of the catalytic converter, which eventually leads the drastic thermal aging of the converter. Significant reduction in light-off time can be achieved with proper control of ignition retard and misfire, which can reduce cold-start HC emissions as well.
The boil-off-gases(BOG) in cryogenic LNG storage tanks are generating continuously due to the heat leakage and need to be re-liquefied by the effective way. As the present method to reliquefy BOG is using LNG cold energy to be supplied after low pressure primary pump, the demand of LNG flow rate should be over 10 times of BOG produced rate to reliquefy it. This research invented new effective re-liquefaction system having only 3~4 times of LNG flow rate against unit BOG, that the pre-liquefaction process of NGL and the use of high pressure LNG cold energy after secondary pump. By the analysis, it could be high efficient reliquefying system for all amount of BOG treatment even during the summer time, and improvement of operation safety and efficiency of LNG terminal.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.25
no.2
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pp.200-208
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2014
This paper presents thermodynamic performance analysis of organic Rankine cycle (ORC) using low temperature heat source in the form of sensible energy and using liquefied natural gas (LNG) as heat sink to recover the cryogenic energy of LNG. LNG is able to condense the working fluid at a very low condensing temperature in a heat exchanger, which leads to an increased power output. Based on the mathematical model, a parametric analysis is conducted to examine the effects of eight different working fluids, the turbine inlet pressure and the condensation temperature on the system performance. The results indicate that the thermodynamic performance of ORC such as net work production or thermal efficiency can be significantly improved by the LNG cold energy.
A clinical study was designed to evaluate myocardial metabolism during continuous cold blood cardioplegia [Group A, n=10] in comparison with continuous warm blood cardioplegia [Group B, n=10], in a prospective randomized manner. Myocardial metabolism was assessed in two ways: either by collecting blood from coronary sinus before and after cardiopulmonary bypass or by collecting blood from cardioplegic affluent and effluent simultaneously at the beginning and at the end of cardioplegia. The former samples were assayed for gas analysis, lactic acid and cardiac enzyme [CK, LDH, SGOT] and the latter for gas analysis and lactic acid as a maker of anaerobic metabolism. The results were as follows. 1] Myocardial metabolism was shown to be continued in the state of cardioplegia at lower temperature as evidenced by high oxygen extraction of cardioplegic solution in Group A. 2] Anaerobic metabolism occurring at lower temperature in spite of continuous cold blood cardioplegia can be significantly reduced by continuous perfusion of normothermic blood cardioplegics as evidenced by significant reduction of lactate production in Group B [p〈0.05]. 3] Better myocardial protection can be achieved by employing continuous warm blood cardioplegia as evidenced by less cardiac enzyme release in Group B after cardiopulmonary bypass.
YOUNGSOO KO;KYUNGRYONG JANG;JUNGHOON KIM;YOUNGJOO JO;JUNGHO CHO
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.35
no.1
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pp.90-96
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2024
In this paper, a new technology to obtain electronic grade, highly pure carbon dioxide by using membrane and liquefied natural gas (LNG) cold heat assisted cryogenic distillation has been proposed. PRO/II with PROVISION release 2023.1 from AVEVA company was used, and Peng-Robinson equation of the state model with Twu's alpha function to predict pure component vapor pressure versus temperature more accurately was selected for the modeling of the membrane and cryogenic distillation process. Advantage of using membrane separation instead of selecting absorber-stripper configuration for the concentration of carbon dioxide was the reduction of carbon dioxide capture cost.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.31
no.4
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pp.363-371
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2020
Recently, the technologies to utilize the cold energy of liquefied natural gas (LNG) have attracted significant attention. In this paper, thermodynamic performance analysis of combined cycles consisting of ammonia Rankine cycle (AWR) and organic Rankine cycle (ORC) with LNG Rankine cycle to recover low-grade heat source and the cold energy of LNG. The mathematical models are developed and the effects of the important system parameters such as turbine inlet pressure, ammonia mass fraction, working fluid on the system performance are systematically investigated. The results show that the thermal efficiency of AWR-LNG cycle is higher but the total power production of ORC-LNG cycle is higher.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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