• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권10호
• /
• pp.2396-2402
• /
• 2015

공기압축기는 공장 및 설비 가동에 사용되는 필수 장비로써 미국 산업용 전기의 약 30%를 소비하고 있으며, 소비전력 절감을 위해 고급화된 기술 방안들이 제시되고 있다. 압축공기 변화량의 진폭변동이 작을 경우 시스템 안정성이 증가하며, 소비전력을 절감시켜 효율적인 에너지 시스템 설계를 가능하게 한다. 일반적으로 통계적 분석에서는 데이터의 분포를 정규분포, 로그정규분포, 감마분포 등을 이용하여 나타내지만, 압축공기 변화량을 나타내는 데이터처럼 긴 꼬리를 가지는 경우, 한 가지의 분포를 적용하는 것은 적합하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 논문에서는 압축공기의 변화량과 관련된 데이터를 두 개의 영역으로 나눈 혼합분포함수를 적용하여 평균전력 절감 가능성을 제시하였다. 이는 압축공기 변화량이 충분히 큰 수를 초과하는 영역에서는 가우시안 분포보다는 일반 파레토 분포가 더 정확한 퀀타일 값을 추정하는 데에 적합하기 때문이다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제17권12호
• /
• pp.2087-2098
• /
• 2003

The development of numerical mathematical model to calculate both the static and dynamic characteristics of a multi-shaft gas turbine consisting of a single combustion chamber, including advanced cycle components such as intercooler and regenerator is presented in this paper. The numerical mathematical model is based on the simplified assumptions that quasi-static characteristic of turbo-machine and injector is used, total pressure loss and heat transfer relation for static calculation neglecting fuel transport time delay can be employed. The supercharger power has a cubical relation to its rotating velocity. The accuracy of each calculation is confirmed by monitoring mass and energy balances with comparative calculations for different time steps of integration. The features of the studied gas turbine scheme are the starting device with compressed air volumes and injector's supercharging the air directly ahead of the combustion chamber.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제17권3호
• /
• pp.221-227
• /
• 2001

The effect of silver particles on the sliding behavior of bearing steels was studied experimentally by using a ball-on-disk tribometer. Tests were performed in ambient air, dry air and vacuum. Disks of AISI 52100 were silver-coated by a thermal evaporation method, and the effects of silver particle transfer on friction were analyzed. In order to understand further the mechanism of silver particle transfer and its effect on friction and wear, pre-compressed silver particles were artificially introduced into the friction interface and the results were compared to those of silver-coated specimens. Results showed that the introduced silver particles produced transfer layers and resulted in low friction. It also showed that this low friction is closely related to the characteristic behavior of transfer layers. Shakedown occurred at the friction interface affected the friction and wear.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제12권1호
• /
• pp.799-809
• /
• 2020

In this study, the supercavitating flow of a high-velocity moving body near air-water surface is calculated and analyzed based on a commercial CFD software ANSYS Fluent. The effect of regular wave parameters including both wave height and wavelength on the cavitating flow and force characteristics of a body at different velocities is investigated. It is found that the cavity shape, lift coefficient and drag coefficient of the body vary periodically with wave fluctuation, and the variation period is basically consistent with wave period. When the wavelength is much greater than the cavity length, the effect of wave on supercavitation is the alternating effect of axial compression and radial compression. However, when the wavelength varies around the cavity length, the cavity often crosses two adjacent troughs and is compressed periodically by the two wave troughs. With the variation of wavelength, the average area of cavity shows a different trend with the change of wave height.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.7-13
• /
• 2015

Vortex tube is a thermal static device that separates compressed air into hot and cold streams. In general, the cooling efficiency of vortex tubes is lower than that of traditional air conditioning equipment and vortex tubes are mainly used for industrial spot cooling applications because of their quick responses. In this study, conical frustums are employed in the nozzle chamber to improve the cooling performance. Conical frustums can be used to decrease the ineffective mass fraction that directly passes through the cold exit without energy separation. The shape optimization of conical frustums has been performed using full factorial design. It is found that the height of frustums has the largest main effects on the cooling performance. Computational results show that the cooling performance can be increased by about 10% within the considered range of the design parameters. This is because the ineffective mass fraction toward the cold exit is decreased by about 20%.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제20권3호
• /
• pp.1061-1073
• /
• 1996

Vortex tube is a simple device which splits a compressed gas stream into a cold stream and a hot stream without any chemical reactions. The phenomena of energy separation taking place in a vortex tube has been investigated experimentally. Recently, vortex tube is widely used to local cooler of industrial equipments and air conditioner of special purpose. In this study, experimental study on vortex tube efficiency was performed with various cold end orifices and nozzles type. The experimental results indicate that there is an optimum diameter of cold end orifice and nozzle type for the best cooling performance. The variation of the maximum wall temperature along the vortex tube surface provides useful information about the location of the stagnation point of the flow field at the axis of the vortex tube. The similarity relation for the prediction of the temperature of the cold exit air was obtained.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.174-180
• /
• 2017

Recently, the world faces the environmental problem such as air pollution due to harmful gas discharged from car and abnormal climate due to the green-house gases increased by the discharge of $CO_2$. Compressed Natural Gas (CNG), one of alternative for this problem, is less harmful, compared to the existing fossil fuel, as gaseous fuel, and less carbon in fuel ingredients and carbon dioxide generation rate relatively favorable more than the existing fuel. However, CNG fuel has the weakness of slow flame propagation speed and difficult fast burn. On the other hand, hydrogen does not include carbon in fuel ingredients, and does not discharge harmful gas such as CO and HC. Moreover, it has strength of quick burning velocity and ignition is possible with small ignition energy source and it's has wide Lean Flammability Limit. If using this hydrogen with CNG fuel, the characteristics of output and discharge gas is improved by the mixer's burning velocity improved, and, at the same time, is possible to have stable lean combustion with the reduction of $CO_2$ expected. Therefore, this research tries to identify the characteristics of engine and emission gas when mixing CNG fuel and hydrogen in each portion and burning them in spark igniting engine, and grasp the lean combustion limit and emission gas characteristics according and use it as the basic data of hydrogen-CNG premixed engine.

• 한국가스학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.61-67
• /
• 2009

국내에는 가스를 사용하는 에너지 산업시설(저장시설, 고압가스 배관, 충전소, 탱크로리 등)이 전국에 산재해 있다. 이러한 대형 가스 시설에서는 화재, 폭발 및 유독물질 누출 등 중대사고가 발생할 수 있다. 또한 대기오염을 줄이기 위한 천연가스자동차의 보급으로 LNG(Liquefied Natural Gas), CNG(Compressed Natural Gas) 충전소의 보급이 늘어나고 있는 추세이다. 부천에서 발생한 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 충전소의 대형가스사고 이후 충전소의 설치는 많은 어려움이 따른다. 따라서 이 연구에서는 LCNG/LNG 복합충전소를 연구대상으로 선정하고 기존의 정성적 위험성평가의 결과를 토대로 정량적인 위험성 평가를 표현하고, HSE(Health and Safety Executive) 기준과 비교를 통한 위험성을 확인하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제52권5호
• /
• pp.313-323
• /
• 2019

대심도 터널은 기 개발된 도시의 부족한 배수관망 능력을 보강하기 위하여 지하에 설치하는 대규모 도시홍수 배제 시설물로 역 사이펀 관로 형태를 하고 있는 시설물이다. 대심도 터널과 같은 구조에서는 하류에서 발생한 불규칙 단파에 의하여 터널의 수리적 안정성에 문제가 발생한다. 본 연구에서는 국내 최초로 건설 중인 '신월 빗물저류배수시설'의 수리적 안정성에 불규칙 단파가 미치는 영향을 알아보기 위하여 다양한 홍수유입 시나리오에 대하여 수리모형실험을 실시하였다. 본 연구에서 수행한 수리모형실험 결과 하류에서 발생한 불규칙 단파가 상류로 이동하면서 관 내 포집되어 압축상태인 공기덩어리를 밀어내는데, 이 공기덩어리가 상류 수직유입구를 통하여 급배기 되는 과정에 수직유입구를 질식시키고 홍수유입을 차단하여 월류가 발생하는 것으로 판단된다. 또한 불규칙 단파의 이동속도를 분석한 결과 불규칙 단파가 이동하면서 에너지를 전달하고 이때 관 내 압력 상승 및 불규칙 단파의 속도 증가분이 발생하는 것으로 판단된다. 대심도 터널의 수리적 안정성에 중요한 역할을 하는 불규칙 단파의 크기 및 속도 예측을 위한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
• /
• 제11권3호
• /
• pp.276-282
• /
• 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.