• 대한환경공학회지
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• 제39권11호
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• pp.607-612
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• 2017

연소후 아민 $CO_2$ 포집공정에서 탄산수화 효소의 첨가에 따른 다양한 아민 흡수제의 $CO_2$ 흡수에 미치는 영향과 반응열을 평가하였다. 30 wt%의 MEA, AMP, DMEA, MDEA 수용액에 소의 적혈구에서 추출한 탄산무수화 효소 250 mg/L 첨가한 후 흡수속도를 분석한 결과, 모든 흡수제에서 $CO_2$ 흡수속도가 증가하였다. 특히, 1차아민인 MEA와 입체장애아민인 AMP보다는 3차아민인 DMEA와 MDEA에서 속도증진 효과가 컸다. 반응열량계를 이용하여 탄산무수화 효소 첨가후 흡수제(MEA, DMEA, MDEA)와 $CO_2$ 사이의 화학 반응 시 발생하는 반응열을 측정한 결과 효소 촉매의 첨가로 모든 흡수제의 반응열량이 낮아짐을 확인할 수 있었다. 특히, 연소후 아민 흡수제를 이용하는 이산화탄소 포집공정에 탈기 성능이 우수한 3차 아민 계열의 흡수제가 탄산무수화 효소 촉매 적용에 유리한 흡수제이며 이중 MDEA에서 효과가 가장 큼을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.915-921
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• 2020

연소실 내 공조현상으로 인해 발생되는 열음향 불안정성은 안정적인 연소시스템을 구현하기 위해 해결해야 하는 고질적인 문제로 제기되어 왔다. 열음향 불안정성은 크게 1차 2차 열음향 불안정성으로 나뉘며, 본 연구에서는 열음향 불안정성 중 2차 열음향 불안정성의 천이에 관해 열손실이 미치는 영향에 대한 실험적 연구를 진행하였다. 2차 열음향 불안정성을 발생시키기 위해 한쪽 끝이 열린 1/4 파장 공명기를 채택하여 수직으로 설치하였고, 공명기 내부에는 예혼합 가스를 주입하였다. 또한 공명기 상단으로 발생하는 열손실 효과를 비교하기 위해 추가적으로 외부 동축류 관을 설치하였다. 연료 농후조건의 예혼합 가스만을 채택하여 주입하였기 때문에 동축관에 주입되는 기체에 따라 공명기 상부에 추가적인 확산화염이 형성될 수 있다. 그 결과 확산화염이 발생되었을 경우 공명기 상단으로의 열손실이 감소하며 2차 열음향 불안정성이 발현되었으며, 확산화염이 억제되어 공명기 상단으로의 열손실이 증가하였을 경우 2차 열음향 불안정성의 발현이 억제되는 결과를 도출하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권9호
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• pp.997-1005
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• 2005

The extinction characteristics of low strain rate normal gravity (1-g) nonpremixed methane-air flames were studied numerically and experimentally. A time-dependent axisymmetric two-dimensional (2D) model considering buoyancy effects and radiative heat transfer was developed to capture the structure and extinction limits of 1-g flames. One-dimensional (1D) computations were also conducted to provide information on 0-g flames. A 3-step global reaction mechanism was used in both the 1D and 2D computations to predict the measured extinction limit and flame temperature. A specific maximum heat release rate was introduced to quantify the local flame strength and to elucidate the extinction mechanism. Overall fractional contribution by each term in the energy equation to the heat release was evaluated to investigate the multi-dimensional structure and radiative extinction of 1-g flames. Images of flames were taken for comparison with the model calculation undergoing extinction. The two-dimensional numerical model was validated by comparing flame temperature profiles and extinction limits with experiments and ID computation results. The 2D computations yielded insight into the extinction mode and flame structure of 1-g flames. Two combustion regimes depending on the extinction mode were identified. Lateral heat loss effects and multi-dimensional flame structure were also found. At low strain rates of 1-g flame ('Regime A'), the flame is extinguished from the weak outer flame edge, which is attributed to multi-dimensional flame structure and flow field. At high strain rates, ('Regime B'), the flame extinction initiates near the flame centerline due to an increased diluent concentration in reaction zone, which is the same as the extinction mode of 1D flame. These two extinction modes could be clearly explained with the specific maximum heat release rate.

• 에너지공학
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• 제12권3호
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• pp.223-230
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• 2003

본 연구에서는 제철소의 슬러지 소각로 배가스의 냉각을 위한 열교환기에서의 가스측 파울링 현상의 측정 및 분석에 대한 연구를 수행하였다. 소각로 배가스는 열교환기의 수직 전열관을 통과하면서 냉각되며 동시에 연소용 공기를 예열한다. 이러한 열교환기의 파울링은 주로 열교환기 입구에 발생하여, 본 연구에서는 열교환기의 입구 형태와 비슷한 형상의 오염다공판을 사용하여 슬러지 소각로 배가스의 파울링 현상을 측정하였으며, 부착분진에 대한 특성분석을 수행하였다. 분석 결과, 분진 부착율은 온도와 분진성분 및 분진크기에 영향을 받으며, 또한 오염다공판의 위치에 따라 부착형태가 다르게 나타났다. 또한 전산 해석을 통하여 오염다공판의 구멍 크기에 따라 분진부착율이 변하는 것을 알 수 있었다. 그리고 오염다공판을 사용하여 다관식 원통형 열교환기의 입구에서의 파울링 특성을 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.182-187
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• 2010

본 연구는 컴팩트 연소실내 CO 튜브 삽입에 따른 $NO_x$ 및 CO 배출 특성에 관한 연구로써, CO 튜브 삽입에 따른 연소기와 CO튜브 사이의 거리와, CO튜브와 주열교환기 사이의 거리에 따른 배출 특성을 검토하였다. 본 연구를 위해 상용프로그램인 Fluent와 GRI 2.11 상세 반응 기구를 이용하여 수치해석과 상용 열교환기 실험을 통해 CO튜브 삽입에 관한 CO 및 $NO_x$ 배출특성을 검토하였다. 그 결과 연소기와 주열교환기 사이에 CO 튜브를 삽입하여 CO 튜브가 연소기에 근접하고 CO 튜브와 주열교환기 사이를 넓어짐으로써 $NO_x$ 및 CO 저감에 효과가 있음을 확인할 수 있었으며, 이로 인해 CO 튜브 삽입에 따른 $NO_x$ 및 CO를 동시 저감법을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.275-278
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• 2006

[ $CH_4-He/Air$ ] 대향류 확산화염의 저 화염 신장율에서 진동 불안정성에 관하여 실험적으로 연구하였다. 저 화염 신장율에서 진동 불안정은 Le가 1보다 클 때 소화한계 부근에서 발행하고 측면방향 열손실이 중요한 역할을 한다. 화염이 진동할 때 화염의 형태는 전진하거나 후퇴하는 edge flame이고 진동의 동적거동은 성장, 조화 그리고 감쇠 진동 모드 세 가지로 나타났다. 전체 화염 신장율이 감소하면 진동의 진폭은 커지게 되는데 이는 화염의 크기가 감소하게 되어 측면 열손실이 증가하였기 때문이다. 저 화염 신장율에서 edge flame의 진동 불안정성은 Le 뿐만 아니라 복사와 측면 열손실도 밀접한 관계가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.4679-4684
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• 2013

기존 내연기관에 비해 전기자동차가 가지는 한계 중 하나는 에너지 밀도가 상대적으로 낮은 배터리로 인한 짧은 주행거리이며, 겨울철 실내 난방을 위하여 전기 히터 사용 시, 전기 소모량이 30%이상 증가하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 전기 히터보다 에너지 효율이 우수한 히트펌프를 이용하여 난방 시, 전기 자동차의 주행성능 변화를 조사하였다. 일차원 해석 프로그램인 AMESim Software를 이용하여 전기자동차의 구동시스템 및 히트펌프의 해석모델을 개발하였고, 해석 결과 전기 히터를 히트펌프로 대체하면, 배터리 소모량이 약 50% 감소하여 그 만큼의 주행거리를 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 전기자동차 난방을 위한 히트펌프의 장점을 입증하였으며, 향후 전기 자동차 난방 대책의 비전을 제시하는데 기여할 것으로 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권3호
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• pp.107-113
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• 2005

고성능 로켓엔진 연소기의 벽면 열유속 측정을 위하여 추력 2톤급 칼로리미터를 개발하였으며 고온에서 전열특성과 강도특성이 뛰어난 크롬동합금을 연소실 내벽 소재로 적용하였다. 전체적인 냉각성능은 경험식을 기반으로 하는 1차원 해석으로 확인하였으며 국부적인 냉각성능은 3차원 CFD 해석으로 검증하였다. 연소압 53 bar 조건에서 노즐목에서의 열유속은 43 $MW/m^{2}$ 으로 예측되었다. 연소실의 구조적인 안전성은 150 bar에서 2차원 해석과 시편에 대한 변형실험으로 확인하였다. 최종적으로 상온 150 bar에 대한 가압실험으로 안전성을 검증하였고 개발된 칼로리미터와 동일한 냉각성능을 갖는 시험용 노즐을 사용하여 예비시험을 수행하였다. 노즐목에서 측정된 열유속이 설계값에 비하여 10% 높았음에도 연소실 내벽에 열손상은 발생하지 않았다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.103-110
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• 2008

The most failure mode of PEM fuel cell is gas crossover caused by pinhole formation in MEAs. The degradation phenomena of MEA with pinholes were evaluated in various accelerated operation condition, such as OCV, low humidity and high partial pressure of oxygen. The performances of MEA with pinholes were almost same before and after normal 144 hours operation($70^{\circ}C$, $640mA/cm^2$, 65%RH $H_2/air$). The results of accelerated operation showed that OCV and low humidity condition more deteriorated MEA than gas crossover owing to pinholes. When oxygen was used as cathode gas, the pinholes of MEA were enlarged due to heat of combustion reaction on Pt catalyst of electrodes. This combustion reaction occurred at pinholes near gas inlet and resulted in local MEA failure.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3452-3457
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• 2007

Experiments were carried out in an atmopheric pressure, lab-scale gas turbine combustor to see the effect of partial premixing on unstable flame structure and $NO_X$ emission characteristics. The swirl angle is 45 deg., fuel-air mixing degrees were varied 0, 50, and 100% respectively at equivalence ration ranging from 0.53 to 0.79. The evaluation of phased-locked OH chemiluminescence images were acquired with an ICCD. $NO_X$ emission characteristics were also investigated at each experimental condition. The effect of the fuel-air mixing degree on the flame structure was obtained from phase-locked $OH^*$ images. And it was obtained from local heat release characteristics that the information about the region which the combustion instability was amplified or damped. It also could be confirmed that ${\sigma}$ has greatly influence on $NO_X $emission characteristics at lean regimes. It would be expected that it could provide invaluable data for understanding the mechanism of combustion instability