• 대한기계학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.501-508
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• 1987

본 연구에서는 입자발생 장치를 유동층(fluidized bed)을 이용하여 만들었고 이것에 의해서 고온의 연소가스속으로 입자가 공급되므로, 종래의 초음파입자 발생기 나 오리피스진동입자 발생기등에서 일어나는 호학반응 및 입자상호간의 응집(coagul- ation)현상등을 되도록 없게 하여 순수한 구형입자에 대한 입자부착 효과를 볼 수 있 게 함으로써, 부착기구의 이해와 해석등을 한층 유리하게 한다. 그리고 공급되는 입 자의 크기의 범위를 직경 0.2$\mu\textrm{m}$~30$\mu\textrm{m}$ 정도로 광범위하게 다루어 비교적 간단하고 잘 정의된 층류 유동에서, (1) 미세입자의 경우 실시간(real time) 레이져 광반사법에 의 한 입자부착률의 온도구배 및 농도에 대한 효과를 실험하고, (2) 입자의 Counting/Si- zing 법에 의하여 입자크기에 따른 열확산 효과 및 관성충돌 효과 등을 볼 수 있게 한 다.

• 에너지공학
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• 제11권3호
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• pp.276-282
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• 2002

본 논문에서는 압축공기를 작동매체로 한 저압용 vortex tube에 대한 에너지분리 과정을 상세히 연구하였다. 먼저 vortex tube에서 에너지 분리되어 나오는 온공기와 냉공기의 온도변화에 대하여 실험하였고, vortex tube의 안쪽표면의 최대벽면온도 변화와 vortex tube내의 온도분포를 통하여 vortex tube내 유동장에서의 정체점의 위치에 대한 유용한 정보를 얻게되었다. 이를 바탕으로 vortex tube의 최적 길이와 throttle의 형상, sleeve에 따른 에너지분리과정 등을 실험을 통하여 알아보았다. 또한 본 연구에서는 디젤기관의 배기에 적용하기 위한 외통을 사용하였다. 이때 vortex tube에서 나오는 은공기가 180$^{\circ}$돌아 나오면서 vortex tube의 바깥쪽 벽면을 가열하게 된다. 이러한 기하학적 형상을 통하여 에너지분리효과가 증대됨으로 인하여 디젤기관의 배기가스에 적용 시 고온유동의 온도를 높이고자함에 본 연구의 목적을 두고자한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.905-910
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• 2010

일체형 배기다기관은 하이드로 포밍 대량 생산이 가능한 부품으로 국내, 국제적인 환경문제에 따른 배출 규제와 매우 밀접한 관계에 있기 때문에, 국내 완성차 업체에서 큰 관심을 가지고 있다. 일반적인 주조부품과 비교해서 관형 배기다기관은 용접공정 감소에 따른 단순화된 제작 공정 뿐만아니라, 엔진 시동시 가스 분해능이 우수한 특징을 가지고 있다. 본 연구는 부품, 공정, 금형 설계를 포함하는 배기다기관을 개발하는데 목적이 있다. 배기 시스템의 성능은 유동해석, 열전달, 열응력, 내구해석 시뮬레이션을 통해 평가하였다.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.7-16
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• 1998

분류층 석탄 가스화기에서 5 종류(Lewis-Stockton, Utah, Illinois #6 등의 역청탄, Usibelli 아역청탄, Beulah-Zap갈탄)의 석탄을 가스화시킬 때 산소/석탄과 수증기/석탄 비의 변화가 반응성 흐름에 미치는 영향을 평가하기 위한 전산모사를 수행하였다. 산소/석탄의 비(kg/kg)를 0.7에서 1.4로, 수증기/석탄의 비(kg/kg)를 0.0에서 0.4로 각각 변화시키면서 생성가스인 CO와 H2의 농도 변화를 계산하였다. 또한 Roto탄을 가스화하였을 때 가스화기 출구에서의 CO와 H2의 실험값과 전산모사 예측값을 서로 비교·분석하여 모사결과의 타당성을 입증하였다. 모사결과 탄종에 관계없이 산소/석탄의 비가 증가함에 따라 CO와 H2의 생성량을 증가한 후 감소하였으며, 수증기/석탄의 비가 증가함에 따라 CO의 생성량은 감소하였으나 수소의 생성량은 어느 정도까지는 증가하였다. 산소/석탄의 비가 1.0∼1.2이고 수증기/석탄의 비가 0.3∼0.4인 범위내에서 냉가스 효율이 높게 예측되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.39-45
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• 2016

동축형 다공성재 분사기에서는 기체가 분사기 중심을 지나는 액체 제트 주위를 둘러싼 다공성재를 통해 액체 제트를 향해 분사된다. 분사 방법의 차이로 인한 전단동축 분사기와 동축형 다공성재 분사기의 분열 메커니즘 차이를 살펴보기 위해, 전단동축 분사기와 동축형 다공성재 분사기를 사용하여 수류시험과 2-D 축대칭 수치해석을 진행하였다. 같은 유량조건에서의 가시화 이미지와 분무 평균입경을 비교하였으며, 수치해석을 통해 분사기 내부에서의 속도 분포가 액체 제트에 어떤 영향을 끼치는지 고찰하였다. 결과적으로, 기체의 유량이 늘어날수록 분사기 내부 속도가 낮음에도 동축형 다공성재 분사기의 미립화 및 혼합 성능이 전단동축 분사기에 비해 유리함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권1호
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• pp.47-59
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• 2022

리세스 길이가 다른 4개의 와류동축형 분사기를 적층제조 방식으로 제작하였다. 상압 환경에서 물과 공기를 모사추진제로 하여 단일분사 및 혼합분사 수류실험을 수행하였다. 리세스 길이와 추진제 유량 조건에 따른 분사차압과 유량계수를 확인하였고, 이미지 분석을 통해 분열길이와 분무각을 측정하였다. 혼합분사 분사차압 및 유량계수 결과에서 액체 분사기는 리세스에 영향을 받지 않았다. 하지만 기체 분사기는 리세스 길이 증가에 따라 분사차압이 증가하고 유량계수가 감소하였다. 단일분사 시 분열길이는 리세스 증가에 따라 길어졌지만, 혼합분사에서는 반대로 감소하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.100-106
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• 2019

고농도 과산화수소와 케로신을 추진제로 하는 액체 로켓 엔진을 이용하여 수직형 연소 실험대에 고고도 모사용 디퓨저와 기 검증된 추력 측정 장치를 장착하여 지상 및 고고도 모사 연소 실험 설비를 구축하였으며, 고도에 따른 추력 특성을 고찰하였다. 선행으로 고고도 모사용 디퓨저의 특성 및 시동압력을 검증하기 위하여 1:4.8 스케일로 축소한 디퓨저를 설계 및 제작하였다. 축소형 디퓨저는 질소 가스를 이용하여 cold flow test를 수행하여 성능 및 시동 특성을 확인하였으며, 그 결과 연소 실험용 디퓨저의 성능 안정성과 시동 특성을 확보하였다. 수직형 연소 실험대에 고고도 모사용 디퓨저와 추력 측정 장치를 장착하고, 시스템 저항에 대한 추력 보정식을 도출하였다. 추력 보정식은 실제 연소 실험 전에 수행한 추력 단계별 실험과 진공 단계별 실험을 통하여 도출하였다. 작동 고도가 10km인 노즐을 설계, 제작하여 지상 연소 실험 및 고고도 모사 연소 실험을 수행하여 작동 고도 변화에 따른 추력 특성을 분석하였다. 추력 측정 장치에서 계측한 추력값을 이용하여 실제 추력을 각각의 보정식을 이용하여 계산하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.25-33
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• 2018

화석 연료의 고갈과 온난화 현상으로 인해 새로운 에너지원에 대한 관심이 급증하고 있다. 그 중에서 바이오가스는 유기성 폐기물 및 바이오매스를 혐기성 소화과정인 가수분해(hydrolysis), 산발효(acidogenesis), 유기산발효(acetogenesis), 메탄발효(methanogenesis)의 단계를 거쳐 발생되기 때문에 친환경적인 에너지자원으로 각광받고 있다. 그러나 바이오가스는 기존의 정제설비로는 제거할 수 없는 높은 미세분진 및 수분 함량으로 인해, 직접연소, 도시가스, 자동차용 연료 등 효율적인 이용을 위해서 정제시스템이 필요하다. 따라서 본 연구는 미세분진과 수분을 동시에 제거할 수 있는 정제과정의 전처리 방법으로써 원심력을 이용하는 냉각공정을 설계하였다. 원심력을 이용하여 분진을 제거하는 Cyclone 내 외부에 열교환기와 ID fan을 구성하여 주입되는 가스를 어는점 이하로 냉각시킴으로써 물안개를 형성시켜 분진입자를 제거하고, 일부 가스를 ID fan을 이용하여 재순환시켜 제거하는 고효율 냉각제어공정을 개발하였다. 수분제거는 유량(25~150L/min) 및 상대습도(60~95%)의 조건에서 시험하였다. 수분제거율은 상대습도 $95{\pm}5%$일 때 평균 80.8%, 입자제거율은 입자크기 $2.5{\mu}m$에서 평균 99.78%의 제거효율을 보였고, 수분과 입자의 동시제거효율은 수분 70.86%, 입자 99.67%의 평균값을 보여주었다.

• 에너지공학
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• 제19권4호
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• pp.240-245
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• 2010

화석연료는 사용 후 재생이 불가능하고 매장량이 한정되어 있으며, 연소 시 발생되는 각종 공해물질로 인해 환경문제를 야기하고 있다. 이러한 맥락에서 차세대 청정대체에너지로서 주목을 받고 있는 것이 바로 수소에너지이다. 현재 가장 경제성이 있는 수소제조방법으로 알려진 천연가스 Steam Reformig(SRM)은 천연가스의 매장량 한계성으로 인해 그 제조비용이 높아지고 있어, 바이오매스 및 유기성 폐기물의 가스화를 통한 수소생산방법이 자원의 재순환, 페기물 처리, 열원의 이용, 직접적인 $CO_2$ 삭감 등의 부수적인 효과가 높아 경제성 있는 수소제조법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 잠재적으로 고갈 염려가 있는 화석연료를 대체하고, 화석연료의 연소 시 발생되는 환경문제를 해결하고자 열분해로와 고온개질기로 구성된 Pilot-scale Two Stage Gasifier를 개발하고, 본 장치 내에서의 biomass의 가스화 특성을 평가하고자 한다. 열분 해로에서의 가스화 실험 결과, 열분해로의 전환율은 약 70%로 나타났으며, $H_2$, $CH_4$, CO, $CO_2$의 평균 생성량은 각각 16.7, 11.3, 37.2, 26.6 L/mim의 결과를 보였다. 고온개질기로부터의 생성가스 수율의 결과로부터, 고온개질기에 적용된 $1100^{\circ}C$의 초고온에서의 개질 반응에 의해 $CH_4$의 대부분이 환원됨을 확인할 수 있었다. 본 연구로부터 개발된 장치의 냉가스 효율은 53.2%로 비교적 높은 결과가 얻어졌으며, 수소에 대한 평균 생성량은 55.4 L/min의 결과를 보였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.171-184
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• 2002

우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue) 량은 약 200,000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD)둥에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG, Caltex에서 435-500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도 : 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력 : 1~6kg/$ extrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio : 0.8~0.9 and steam/V.R ratio : 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량 : 50~110Nm$^3$/hr., 발열량 : 2,300~3,000 ㎉/Nm$^3$, 탄소전환율 : 65~92 및 냉가스효율 = 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화 하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.