• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.160-161
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• 2022

Hydrogen is bridge fuel with high energy content and environmentally friendly to satisfy the stringent IMO regulation relating to greenhouse gas (GHG) emissions. There is growing interest in hydrogen in numerous nations and regions illustrated by an extensive range of research and development in technology. Regarding maritime applications, researchers have recognized the utilization of hydrogen as a fuel for fuel cells, a device that converts the chemical energy of the fuel to electrical energy. Solid oxide fuel cell (SOFC), with high working temperature, is easy to combine with the waste heat recovery cycles/devices to increase output power and thermodynamic performances as well. Furthermore, the cold energy from liquid hydrogen supplied to SOFC can also be used to generate more power. In this study, we proposed a SOFC integrated system with the idea of combining the waste heat recovery from the SOFC exhaust stream and cold energy utilization from LH₂. The designation is aimed to target small-scale vessel which uses electric propulsion for short distances voyage.

• 한국태양광발전학회지
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• 제4권2호
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• pp.45-53
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• 2018

Natural gas demand for power generation continued to increase until 2013 due to the expansion of large-scale LNG power plants after the black-out of 2011. However, natural gas demand for power generation has decreased sharply due to the increase of nuclear power and coal power generation. But demand for power generation has increased again as energy policies have changed, such as reducing nuclear power and coal power plants, and abnormal high temperatures and cold waves have occurred. If the gas pipeline pressure can be properly maintained by predicting these fluctuations, it can contribute to enhancement of operation efficiency by minimizing the operation time of facilities required for production and supply. In this study, we have developed a regression model with daily power demand and base power generation capacity as explanatory variables considering characteristics by day of week. The model was constructed using data from January 2013 to December 2016, and it was confirmed that the error rate was 4.12% and the error rate in the 90th percentile was below 8.85%.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.331-335
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• 2009

A novel multi-staged waste pyrolysis & gasification system of pilot scale (~1 ton/day) is designed and constructed in Korea Institute of Industrial Technology. The pyrolysis & gasification system is composed of pyrolysis & gasification system, syngas reformer, syngas cleaning system, gas engine power generation system and co-combustion system. For each unit process, experimental approaches have been conducted to find optimal design and operating conditions. As a result, We can produce syngas with a calorific value of ~4000 kcal/$Nm^3$ and cold gas efficiency of the system is more than 55 % in case of waste plastic and oxygen as a gasifying agent.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.76-89
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• 2018

지속적인 산업 발전에 따른 에너지 수급의 불안정 및 환경오염 문제가 대두됨에 따라 이에 대한 해결 방안의 일환으로 열병합발전 시스템의 보급이 활발해지고 있다. 국내의 경우 가스엔진을 이용한 열병합발전기의 안전성능에 대한 검사기준이 미비하므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 20 kW급 가스엔진 열병합발전 시스템에 적용 가능한 안전성능 관련 표준화 연구 수행을 위해 열병합발전 시스템의 국내 외 기준에 대한 안전성능 및 구조/재료 평가기준을 분석하였다. 또한, 위험요소 분석 및 HAZOP (Hazard and Operability Studies)을 이용한 위험성평가를 수행하여 가스엔진 열병합발전 시스템의 안전성능 평가(안)을 도출하였으며, 평가항목으로는 안전성능 관련 엔진 시동, 배관 기밀 성능, 살수 및 온도 상승 성능, 연소 성능, 전기 효율, 열효율, 종합 효율, 습도 성능 등이 포함된다. 가스엔진 열병합발전 시스템의 구조 및 재료와 관련하여 가스 및 수배관, 가스 조절 및 차단밸브, 금속 또는 비금속 재료의 내구성, 내열성, 내한성에 대한 평가항목을 도출하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.765-770
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• 2020

터보과급기는 엔진에 장착하여 연비를 개선하는 효과적인 장치로 디젤엔진과 가솔린엔진 모두에서 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 승용차용 가솔린엔진에 장착되는 트윈 스크롤 터빈 터보과급기에서 정상유동의 등엔트로피 터빈 효율을 분석하였다. 자체 설계 제작한 저온 테스트 벤치를 사용하여 정상상태의 압력과 온도, 질량유량을 측정하였다. 테스트 벤치는 공기 압축기, 트윈 스크롤 터빈, 온도 및 압력 측정장치 등으로 구성되었다. 실제 승용차용 엔진에서 주로 사용되는 중저속 엔진 작동 영역에 해당하는 터보과급기 회전속도 60,000 rpm에서 100,000 rpm 의 범위에서 측정을 수행하였다. 이 회전속도 범위에서 등엔트로피 터빈 효율은 0.53에서 0.57의 값을 보였다. 이때 블레이드 속도비은 0.71에서 0.84까지, 팽창비는 1.24에서 1.72의 범위에서 변화하였다. 효율은 블레이드 속도비와 팽창비가 증가하면서 감소하는 경향을 보였다. 그리고 트윈 스크롤 중 스크롤 A 또는 B 만 작동하는 경우에 대한 실험을 수행하여 결과를 스크롤 A와 B 모두 작동할 때와 비교하였다. 60,000 rpm에서는 스크롤 B를 사용한 경우, 그리고 100,000 rpm에서는 스크롤 A를 사용한 경우 높은 효율을 보였다. 따라서 본 연구에 사용한 트윈 스크롤 터빈은 효율적으로 작동하고 있음을 보였다.

• 설비공학논문집
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• 제26권6호
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• pp.287-293
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• 2014

Internal combustion engines release 30~40% of the energy from fossil fuels into the atmosphere in the form of exhaust gases. By utilizing this waste heat, plenty of energy can be conserved in the auto industry. Thermoelectric generation is one way of transforming the energy from engine's exhaust gases into electricity in a vehicle. The thermoelectric generators located on the exhaust pipe have been developed for vehicle applications. Different experiments with thermoelectric generators have been conducted under various test conditions as following examples: hot gas temperature, hot gas mass flow rate, coolant temperature, and coolant mass flow rate. The experimental results have shown that the generated electrical power increases significantly with the temperature difference between the hot and the cold side of the thermoelectric generator and the gas flow rate of the hot-side heat exchanger. In addition, the gas temperature of the hot-side heat exchanger decreases with the length of the thermoelectric generator, especially at a low gas flow rate.

• 설비공학논문집
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• 제16권10호
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• pp.889-894
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• 2004

Infrared (IR) detectors are widely used for many applications, such as temperature measurement, intruder and fire detection, robotics and industrial equipment, thermoelstic stress analysis, medical diagnostics, and chemical analysis. Quantum detectors commonly need to be refrigerated below 80 K, and thus a cooling system should be equipped together with the detector system. The cooling load, which should be removed by the cooling system to maintain the nominal operating temperature of the detector, critically depends on the insulation efficiency of the cryochamber housing the detector. Thermal analysis of cryochamber includes the conduction heat transfer through a cold well, the gases conduction and gas outgassing, as well as radiation heat transfer, The transient cooling characteristics of an infrared detector cryochamber are investigated experimentally in the present study. The transient cooling load increases as the gas pressure is increased. Gas pressure becomes significant as the cooling process proceeds. Cool down time is also increased as the gas pressure is increased. It is also found that natural convection effects on cool down time become significant when the gas pressure is increased.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.10-17
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• 2004

본 논문에서는 액체로켓엔진용 160 kW급 터보펌프의 터빈을 구동하고, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 연료 과잉 가스발생기의 설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 충돌형 F-O-F 분사기로 구성된 헤드부, 물냉각 채널 연소실, torch igniter, turbulence ring 그리고 측정 링을 갖는 가스발생기에 대해 기술하였고, 설계점에서의 연소시험 및 turbulence ring 장착여부. 연소실 길이 변화에 따른 연소시험의 결과들에 대해 기술하였다. 연소시험 결과 가스발생기는 설계점에서 안정된 작동성을 보여주었고. 연소압력 및 온도 등의 성능은 예측치에 근접하는 결과였다. Turbulence ring은 출구에서의 가스온도를 균일하게 분포시켜 효과적인 혼합 장치임을 보여 주었고, 4∼6msec 정도에서의 연소가스 잔류시간은 연소효율에 큰 영향을 주지 않았다. 가스발생기 출구에서의 온도는 공급되는 추진제의 O/F ratio에 따라 매우 민감하게 변화하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.769-772
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• 2010

The objective of the current research work is to investigate the usage of biodiesel combined with the use of EGR in order to reduce the emission of all regulated pollutants from diesel engines. A single cylinder, air cooled, constant speed direct injection diesel engine was used for the experimental work and a cold EGR system was developed and fitted to the engine. Concentrations of HCs, NOx, and CO from the exhaust gas along with the smoke opacity were measured. Engine performance parameters such as the brake thermal efficiency (BTE) and the brake specific energy consumption (BSEC) were also calculated from the measured data. The results from the present investigation suggest that 25-30% EGR rate could give excellent NOx reduction without any significance penalty on smoke opacity or BSEC under the engine load of up to 40%. Under the full load condition, 15% EGR rate was found to be an option while higher EGR rate resulted in inferior performance and heavy smoke.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.386-391
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• 2021

터터보 과급은 디젤엔진과 가솔린엔진 모두에서 핵심기술이다. 특히 가솔린엔진에서 엔진 다운사이징 등 다른 제어 기술과 결합하여 이산화탄소(CO2) 배출을 감소시키는 데 효과적이다. 본 연구에서는 승용차용 가솔린엔진에 장착되는 트윈 스크롤 터빈 터보과급기에서 맥동유동의 터빈 효율을 측정하였다. 맥동 생성장치가 있는 저온 테스트 벤치를 제작하여 맥동 유동이 있는 비정상상태의 압력과 온도를 측정하고 터빈 효율을 산출하였다. 테스트 벤치는 공기 압축기, 트윈 스크롤 터빈, 온도 및 압력 측정 장치 등으로 구성되었다. 실제 승용차용 엔진에서 주로 사용되는 중저속 엔진 작동 영역에 해당하는 맥동 주파수 25.0 Hz와 33.3 Hz를 공급하면서 터보과급기 회전속도를 60,000 rpm에서 100,000 rpm까지 변화시키며 측정을 수행하였다. 이때 압축비를 1.088에서 1.600 사이의 값으로 조정하였다. 이 측정 조건에서 터빈 효율은 0.517~0.544 값을 보였다. 맥동 주파수 33.3 Hz의 경우, 터빈 회전수 60,000 rpm에서 터빈 효율의 변동은 7.7%이나 터빈 회전수 100,000 rpm에서 변동은 2.6%로 터빈 회전수가 증가함에 따라 맥동의 영향은 감소하였다. 맥동 유동에서의 터빈 효율은 정상 유동 터빈 효율에 비해 터빈 회전수 60,000 rpm 인 경우 7.0%, 회전수 100,000 rpm 인 경우 3.0% 낮은 값을 보이고 있어 맥동 유동이 터빈 효율을 악화시키는 결과를 보였으며 이러한 영향은 터빈 회전수가 증가함에 따라 감소하였다.