• 한국정밀공학회지
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• 제25권4호
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• pp.100-107
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• 2008

Bellows is an important component in Joule-Thomson cryocooler, which minimize the excessive flow of the cryogenic gas. The bellows is made of Monel 400 and its geometry is an axial symmetric shell. During cool-down process, the pressure and volume within bellows must be satisfied with Benedict-Webb-Rubin state equation. Moreover, Poisson's ratio of Monel 400 is nearly constants, but its Young's modulus varies for a drop in temperature. Under these conditions, bellows contracts in the axial direction like a spring. To evaluate deformation of bellows at cryogenic temperature, the numerical calculation of the volume within bellows and finite element analysis are iteratively used in this research. the numerical results show that deformation of the bellows is approximately linear for change of temperature.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.70-79
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• 2024

라만분석기는 분자가 가지는 고유 진동에 빛을 조사하여 발생하는 빛의 산란이 생기는 "라만효과"를 이용하여 분자 구분과 성분 분석을 할 수 있는 분석기로, 천연가스 산업에서도 LNG(액화천연가스) 수출 및 수입 기지 외에 벙커링 및 탱크로리 분야에서도 폭 넓게 사용 중이다. 본 연구에서는 실제 현장 조건하에서, LNG 성분 분석 및 주요 물성(발열량, 기준밀도 등)을 산출하기 위해 LNG 수입기지에 라만분석기를 설치, 운영하였으며, 측정된 LNG 성분 및 발열량을 기존 검증되어 운영 중인 가스분석기에 의해 분석된 성분 및 발열량과 비교하였다. 시험 결과 라만분석기는 매우 빠르고 안정되게 LNG 성분 및 발열량을 측정하였으며, LNG 거래의 기준이 되는 발열량을 기존 가스분석기 결과값과 비교시에도 적정 오차 기준 내에 있는 것을 확인하였다. 추가적으로 본 연구를 통해 얻은 측정 결과는 관련 표준(ASTM D7940-14)의 정확도 기준을 만족하였고, 국외 대규모 실증 사례와의 비교 시에도 유사한 결과를 산출하였다.

• 한국가스학회지
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• 제2권3호
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• pp.37-48
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• 1998

밀폐된 초저온액화가스 저장탱크에 액화질소의 충전량을 바꾸어 가면서 시간이 경과함에 따른 탱크 내부의 여러 가지 변화에 대해 조사하였다. 탱크 내부의 압력, 온도, 액체와 기체의 비율 등의 변화는 충전된 액체의 양에 의존한다. 탱크에 충전된 액체의 양에 따라 (1)액면이 높아지면서 액화를 동반하기도 하고, (2)액면이 높아짐에도 불구하고 초기에는 액체의 기화가 일어나다가 압력이 높아지면 다시 액화가 일어나기도 하며, (3)액면은 일정하게 유지되지만 액체의 기화가 일어나기도 하며, (4)액면이 낮아짐과 동시에 액체의 기화가 일어나는 등 다양한 변화를 나타내었다. 탱크에 액체를 가득 채우면 압력이 급상승하여 매우 위험하므로 안전수칙에 따라 $90\%$ 이하 충전해야한다. 탱크가 완전히 밀폐되어 있을 경우, 탱크를 액체로 가득 채우면 불과 5일만에 80bar의 압력상승을 가져오지만, $90\%$ 충전하면 5일 동안에 겨우 1.5bar의 압력상승이 일어난다. 그러나 어느 경우이건 액체를 충전한 채 탱크를 완전히 밀폐시킨 뒤 장기간 방치하는 것은 대단히 위험하다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.90-96
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• 2024

In this paper, a new technology to obtain electronic grade, highly pure carbon dioxide by using membrane and liquefied natural gas (LNG) cold heat assisted cryogenic distillation has been proposed. PRO/II with PROVISION release 2023.1 from AVEVA company was used, and Peng-Robinson equation of the state model with Twu's alpha function to predict pure component vapor pressure versus temperature more accurately was selected for the modeling of the membrane and cryogenic distillation process. Advantage of using membrane separation instead of selecting absorber-stripper configuration for the concentration of carbon dioxide was the reduction of carbon dioxide capture cost.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.363-367
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• 2009

산화제로 액체산소를 사용하고 산화제 탱크 내부에 가압제 용기가 설치된 액체추진기관의 가압시스템에서는 가압제 용기에서 극저온으로 토출되는 가압제가 가스발생기 후단의 열교환기를 통과하여 극저온에서 고온으로 온도가 상승되어 추진제 탱크의 얼리지로 공급된다. 이러한 가압시스템을 개발하기 위해서는 열교환기를 모사할 수 있는 가열장치를 적용하여 인증시험을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 가압시스템 개발시험에 적용할 수 있는 극저온 헬륨가스 가열장치를 개발하였고 이에 대한 가열시험을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.63-68
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• 2011

산화제로 액체산소를 사용하고 산화제 탱크 내부에 가압제 용기가 설치된 액체추진기관의 가압시스템에서는 가압제 용기에서 극저온으로 토출되는 가압제가 가스발생기 후단의 열교환기를 통과하여 극저온에서 고온으로 온도가 상승되어 추진제 탱크의 얼리지로 공급된다. 이러한 가압시스템을 개발하기 위해서는 열교환기를 모사할 수 있는 가열장치를 적용하여 인증시험을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 가압시스템 개발시험에 적용할 수 있는 극저온 헬륨가스 가열장치를 개발하였고 이에 대한 가열시험을 수행하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제31권4호
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• pp.343-349
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• 2007

This cryogenic miniature globe valve is used to transfer the liquified natural gas which temperature is $-169^{\circ}C$, supplied pressure is 30bar(3.0MPa). In the present work the temperature distribution and thermal deformation is calculated numerical the FE method is useful to predict the thermal matter of cryogenic miniature globe valve. For this reason, to optimum design of the cryogenic miniature globe valve the analysis of the parameter about bonnet has been studied. It's used 3-D modeling to analyze cryogenic globe valve, which is 1/2". Numerical study used 3-D modeling makes a decision of efficient process of product before producing in the factory. A commercial software(ANSYS 10.0) is used in the structural analysis for cryogenic globe valve.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.64-69
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• 2014

Measuring an exact amount of remaining cryogenic liquid propellant under microgravity condition is one of the important issues of rocket vehicle. A Pressure-Volume-Temperature (PVT) gauging method is attractive due to its minimal additional hardware and simple gauging process. In this paper, PVT gauging method using liquid nitrogen is investigated under microgravity condition with parabolic flight. A 9.2 litre metal cryogenic liquid storage tank containing approximately 30% of liquid nitrogen is pressurized by ambient temperature helium gas. During microgravity condition, the inside of the liquid tank becomes near-isothermal condition within 1 K difference indicated by 6 silicon diode sensors vertically distributed in the middle of the liquid tank. Helium injection with higher mass flow rate after 10 seconds of the waiting time results in successful measurements of helium partial pressure in the tank. Average liquid volume measurement error is within 11% of the whole liquid tank volume and standard deviation of errors is 11.9. As a result, the applicability of PVT gauging method to liquid propellant stored in space is proven with good measurement accuracy.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.7-11
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• 2021

Cryogenic vessels are special equipment that requires periodic evaluation of their thermal insulation performance. At the current standard, the test is considered as the loss product or heat leakage of cryogenic vessel, which takes over 72 h to evaluate; consequently, a large amount of working medium is discharged to the environment in the process. However, hydrogen is flammable and explosive, and the discharged gas may be dangerous. If liquid hydrogen is replaced with liquid nitrogen before testing, the operation then becomes complicated, and the loss product or heat leakage cannot respond to the thermal insulation performance of cryogenic vessels for liquid hydrogen. Therefore, a novel method is proposed to evaluate the heat leakage of cryogenic vessels for liquid hydrogen in self-pressurization. In contrast to the current testing methods, the method proposed in this study does not require discharge or exchange of working medium in all test processes. The proposed method is based on one-dimensional heat transfer analysis of cryogenic vessels, which is verified by experiment. When this method is used to predict the heat leakage, the comparison with the experimental data of the standard method shows that the maximum error of heat leakage is less than 5.0%.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.376-381
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• 2012

Natural gas is converted in to LNG by chilling and liquefying the gas to the temperature of $-162^{\circ}C$, when liquefied, the volume of natural gas is reduced to 1/600th of its standard volume. This gives LNG the advantage in transportation. The pressure dorp of the cascade liquefaction cycle was investigated and simulated using HYSYS software. The simulation results showed that the pressure drop in the LNG heat exchanger is set to 50 kPa considering the increase in the compressor work of cryogenic cascade liquefaction cycle.