• 제목/요약/키워드: Cold Gas Efficiency

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한국형발사체 3단 터빈배기부 개념설계 (Conceptual Design of Turbine Exhaust System for 3rd stage of Launch Vehicle)

  • 신동순;김경석;한상엽;방정석;김현웅;조동혁
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1068-1071
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    • 2017
  • 3단 터빈배기부 구성은 터빈 플랜지, 열교환기, 배기덕트와 추력노즐로 이루어진다. 냉가스 가압 방식에 비하여 열교환기 가압 방식을 사용함으로서 추진제탱크 가압을 위한 헬륨가스 자체 무게와 저장 탱크 무게가 감소하는 장점이 있기 때문에 발사체에 열교환기를 사용한다. 가스발생기는 추진제 연료과농 조건에서 연소가 이루어지며, 연소가스 중에 그을음이 많이 포함되어 있기 때문에 열교환 효율이 감소하는 것을 고려하여 열교환기를 설계해야 한다. 본 논문에서는 터빈배기부 구성품 배치, 열교환기 내부 구조 및 제작성을 고려한 설계기법, 기 설계된 노즐 설계를 바탕으로 3단 터빈배기부 재 노즐 설계 형상에 대한 장점을 기술하였다.

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엔진 냉각수 폐열 회수를 위한 랭킨 스팀 사이클용 보일러의 성능 설계 (Performance Design of Boiler for Waste Heat Recovery of Engine Coolant by Rankine Steam Cycle)

  • 허형석;배석정;황재순;이헌균;이동혁;박정상;이홍열
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.58-66
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    • 2011
  • A 2-loop waste heat recovery system with Rankine steam cycles for the improvement of fuel efficiency of gasoline vehicles has been investigated. A high temperature loop(HT loop) is a system to recover the waste heat from the exhaust gas, a low temperature loop(LT loop) is for heat recovery from the engine coolant cold relatively. This paper has dealt with a layout of a LT loop system, the review of the working fluids, and the design of the cycle. The design point and the target heat recovery of the LT boiler, a core part of a LT loop, has been presented and analytically investigated. Considering the characteristics of the cycle, the basic concept of the LT boiler has been determined as a shell-and tube type counterflow heat exchanger, the performance characteristics for various design parameters were investigated.

다양한 구동가스를 사용한 액체로켓엔진의 시동특성 연구 (A Study of the Transient Characteristics of LRE Startup for Using Several Starting Gases)

  • 문윤완;김승한;설우석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.216-220
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    • 2006
  • 본 연구에서는 다양한 기체를 사용한 액체로켓엔진의 시동특성 및 적합성, 그리고 호환성 등에 대해 고찰하였다. 엔진의 시동특성은 파이로 시동기 및 He 기체 시동에 대해 고찰하였으며, 파이로 시동기 및 He, H2+N2 혼합기체 그리고 공기 등을 구동매질로 할 때의 시험 적합성과 호환성 등에 대해 고찰하였다. 대부분의 기체가 엔진의 시동특성과 호환성을 만족시키는 것을 알 수 있었으나, 공기의 경우 저추력의 경우에만 사용할 수 있는 것을 알 수 있었다.

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기관 폐열 회수를 위한 열교환기의 Baffle 길이 변경에 따른 성능 예측에 관한 수치 해석적 연구 (An Investigation on Flow and Structural Characteristics of Heat Exchanger in Rankine Steam Cycle for Co-generation System)

  • 류규현;김구성;이영훈;강석호;박기범
    • 신재생에너지
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    • 제9권4호
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    • pp.32-39
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    • 2013
  • A 2-loop waste heat recovery system with Rankine steam cycles for the improvement of fuel efficiency of gasoline vehicles has been investigated. A high temperature loop is used to recover waste heat from exhaust gas and a low temperature loop is used to recover waste heat from cold engine coolant. This paper has dealt with a layout of low temperature loop system, the review of the velocity contours through numerical analysis. According to the result of analysis, the designed heat exchanger. And comparing with flow analysis results, LT Boiler is safe to operation.

The D/H Ratio of Water Ice at Low Temperatures

  • 이정은
    • 천문학회보
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    • 제36권2호
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    • pp.105.1-105.1
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    • 2011
  • We present the modeling results of deuterium fractionation of water ice, $H_2$, and the primary deuterium isotopologues of $H3^+$ in the physical conditions associated with the star and planet formation process. We calculated the deuterium chemistry for a range of gas temperatures (Tgas~10-30 K) and ortho/para ratio (opr ) of $H_2$ based on state-to-state reaction rates and explore the resulting fractionation including the formation of a water ice mantle coating grain surfaces. We find that the deuterium fractionation exhibits the expected temperature dependence of large enrichments at low gas temperature, but only for opr-H2<0.01. More significantly the inclusion of water ice formation leads to large D/H ratios in water ice (${\geq}10^{-2}$ at 10 K) but also alters the overall deuterium chemistry. For T<20 K the implantation of deuterium into ices lowers the overall abundance of HD which reduces the efficiency of deuterium fractionation at high density. Under these conditions HD will not be the primary deuterium reservoir in the cold dense interstellar medium and $H3^+$ will be the main charge carrier in the dense centers of pre-stellar cores and the protoplanetary disk midplane.

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석탄 가스화기 열 및 물질정산에 관한 연구 (A Study on Heat and Mass Balance in a Coal Gasifier)

  • 김봉근;유정석;김유석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.424-428
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    • 2007
  • In the current most tool using heat and mass balance in a coal gasifier is dependent on commercial code such as STANJAN, CHEMKIN. However, in order to keep the self-reliance technology, it is necessary to develop the original design tool available for comprehension and analysis on the spot. So in this study, its own heat and mass balance program is developed on the assumption that the process in a coal gasifier is adiabatic and quasi-equilibrium. The mass balance is calculated by using the chemical equilibrium principle. Also the heat and mass balance according to main operating factors such as temperature, pressure and O2/Coal ratio, was carried in this tool. This heat and mass balance was verified on the basis of the results simulated in STANJAN, commercial codes using similar logic.

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EGR 유입방식에 따른 LPLi 엔진 성능 및 배기 배출물 특성에 관한 연구 (Study on Engine Performance and Characteristics of Exhaust Gas Properties according to various EGR Feeding Methods in LPLi Engine)

  • 곽호철;명차리;박심수;천동필
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.7-14
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    • 2003
  • Recently, LPG has been considered as more environmental friendly fuel than liquid fuels for vehicles. However because LPLi engine has the strong point that not only increases the volumetric efficiency and cold startability, but also decreases unburned hydrocarbon exhaust emission in warm-up condition, much attention has moved to development of the Liquid Phase LPG injection (LPLi) system from the mixer type LPG engine. To reduce exhaust NOx, this study investigated the effect of EGR with LPLi engine and determined optimized EGR feeding position and distribution. In addition, engine stability, performance, and exhaust emission level were evaluated.

초소형 튜브와 튜브판의 링 프로젝션 용접 공정개발 및 강도 평가 (Development and Strength Evaluation of Ring Projection Welding Process of the Microminiature Tube and Tubesheet)

  • 윤영현;김현준;김창수;조상명
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제27권2호
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    • pp.63-68
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    • 2009
  • Microminiature heat exchanger has been applied to the gas turbine in order to increase energy efficiency. During the production of microminiature heat exchanger, however, it is very difficult to weld tube to tubesheet. In this study, therefore, welding process of resistance ring projection was used, and weld tensile tests were performed. Sound weld joint was obtained as a result of applying resistance ring projection welding to microminiature heat exchanger to tubesheet. Cold weld occurred at under 1600A. Even though tensile strength was increased with increasing current, splash occurred and tensile strength decreased at 2000A due to the excessive current. Therefore it was determine that the optimal current is 1900A. As result of tensile tests based on ASME code for tube to tubesheet weldment, rupture position was weldment due to Fs(Fractured section) of nugget, which was smaller than tube thickness (t), and it was proven as a partial strength welding because of the average joint efficiency fr = 0.90.

Trigeneration 제습공조시스템과 일반공조시스템의 성능 비교 실험 및 수치해석 (An Experimental and Numerical Analysis on Performance Comparison of a Trigeneration Desiccant System and Conventional Air-conditioning System)

  • 김형태;채정민;조영아;박소진;송근수
    • 한국가스학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.32-37
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    • 2018
  • 최근 정부의 미래에너지변환 정책에 따라 천연가스를 활용한 분산발전 시장은 점차 확대될 것으로 예상된다. 분산발전은 전력 수요지 주위의 소규모 발전원을 활용하는 발전방식으로 송배전 인프라 구축 비용과 운용비용, 전력손실을 줄일수 있는 장점이 있다. 천연가스를 이용한 분산발전의 대표적인 예로 Trigeneration System이 있다. 본 연구에서는 Trigeneration System에서 발생되는 냉열 및 엔진 배열을 이용하여 공조대상 실내의 습공기를 제습/냉방/난방 하는 제습공조시스템의 성능 분석에 대한 기초 연구를 수행하였다. 연구결과 제습공조시스템 입출구 온도차가 커질수록 시스템 효율은 높아지고 일반공조시스템 대비 에너지 소비량이 감소하는 것을 알 수 있었다.

액화수소 운반선의 증발가스 재액화 비율에 따른 재액화 시스템의 설계 및 평가 (Design and Assessment of Reliquefaction System According to Boil Off Gas Reliquefaction Rate of Liquefied Hydrogen Carrier)

  • 조욱래;이현용;류보림;강호근
    • 한국항해항만학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.283-290
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    • 2020
  • 액화 수소 운반선에서 증발가스의 발생은 불가피하며, 화물탱크 내부의 압력 문제를 피하기 위해 적절한 조치가 필요하다. 이 증발 가스는 선박의 추진연료로 사용 될 수 있으며, 추진에 사용되고 남은 나머지 부분은 재액화 또는 연소시키는 등 효과적으로 관리해야 한다. 본 연구에서는 수소 추진 시스템을 갖춘 160,000㎥ 액화 수소 운반선에 최적화된 증발 가스 재액화 시스템을 제안한다. 이 시스템은 수소 압축 및 헬륨 냉매 섹션으로 구성되고, 화물탱크로부터 배출되는 증발가스의 냉열을 효과적으로 활용하여 효율을 증가시켰다. 본 연구에서는 공급 온도 -220℃인 수소 증발가스가 재액화 시스템에 들어가는 상태에서 증발가스의 재액화 비율에 따른 엑서지 효율 및 에너지 소모율 (SEC, Specific Energy Consumption) 분석을 통해 시스템을 평가하였다. 그 결과 재액화 비율 20%에서 4.11kWh/kgLH2의 SEC와 60.1%의 엑서지 효율을 보여 주었다. 아울러, 수소 압축압력, 수소 팽창기의 입구온도, 공급 증발가스 온도변화에 따른 영향을 확인하였다.