• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.15-20
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• 2018

본 논문은 자동차 열전발전용 열교환기에서 배기가스의 유량과 온도 변화에 따른 발열량 특성을 수치적으로 연구하였다. 자동차 열전발전용 열교환기는 내부에 핀을 설치하여 자동차 배기가스에서 나오는 열에너지를 열전소자로 최대 값을 전달할 수 있도록 하였으며, 상용 프로그램인 CAD를 이용하여 설계하였다. 그리고 배기가스의 유량과 온도 변화에 따른 열교환기 발열량 특성을 분석하기 위하여 상용 프로그램인 ANSYS CFX v17.0을 이용하여 배기가스 유량은 0.01, 0.02, 0.03 kg/s로 변화시키고, 배기가스 온도는 400, 450, 500, 550, $600^{\circ}C$로 변화시켜 수치해석 하였다. 결론적으로 열교환기의 입구 측과 출구 측 배기가스 압력 차는 배기가스의 유량에 따라 결정된다. 배기가스 유량이 증가하면 열교환기 입구 측과 출구 측 압력차는 증가하지만, 열교환기 입구 측과 출구 측 배기가스 압력차는 배기가스 온도에 따라 변하지 않는다. 따라서 열교환기 표면 온도를 최대 값으로 얻기 위해서는 배기가스 유량은 낮추고, 배기가스 온도는 높여야 한다는 결론을 도출하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권3호
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• pp.53-60
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• 2017

연소로에서 질소산화물을 저감하기 위하여 여러 가지 방법으로 연구가 진행되어 오고 있는데 그 중에 배기가스를 재순환하여 저감하는 방법이 있다. 본 연구는 배기가스를 재순환하는 방법으로 연소로 외부에 코안다 노즐을 이용하여 배기가스를 재순환 유입하는 방법을 사용하였다. 코안다 노즐을 이용하여 배기가스를 재순환하고 혼합가스는 연소로 접선 방향으로 투입하여 선회유동을 유발하는 특징을 가지는 배기가스 재순환 버너이다. 이러한 버너에서 연소로 내의 선회 유동 특성을 살펴보고 온도와 반응속도 분포를 살펴봄으로써 코안다 노즐을 이용한 재순환 버너의 연소 유동 특성을 규명하였다. 과잉공기계수와 코안다 노즐 간격을 변화하여 배기가스 재순환 유입량 특성을 살펴보았으며 과잉공기계수를 증가하면 재순환 유입량비가 증가하였고 코안다 노즐 간격을 증가하면 코안다 노즐 공기 출구에서 속도가 낮아져서 재순환 유입량이 감소한다는 특성을 알았다. 배기가스 출구에서 평균온도는 코안다 노즐 간격 변화에 거의 무관하며 과잉공기계수 증가에 따라 감소하는 것을 알았다. 이러한 특성으로 배기가스 출구에서 NOx 농도는 과잉공기계수 증가에 따라 현저히 감소하고 코안다 노즐 간격에는 상대적으로 영향이 적은 것으로 나타났다.

• 한국대기환경학회지
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• 제16권3호
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• pp.257-264
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• 2000

An aftertreatment device which reduce exhaust gas of natural gas vehicle(NGV), NGV catalyst has important meaning as to reduce the exhaust emission. In this study, the characteristics of NGV catalyst were investigated and the effect parameters of NGV catalyst were analyzed and were predicted by changing the various parameters such as temperature, and gas concentration. The conversion efficiency of NGV catalyst converter was also predicted by Pd-loading, mass flow rate and gas composition.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2001년도 제22회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.139-146
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• 2001

The experimental study was carried out for the diffusion flame characteristics of second stage combustor with the variations of temperature and supplying rate of hot exhaust gas from first stage combustor. It also examined the flame structure and NOx formation of the second stage combustor in which the fuel(natural gas) is supplying into the mixture of oxygen hot exhaust gas from first stage combustor. The results show that the increasement of temperature and flow rate of exhaust gas lead to increase the NOx up to 30ppm with 19% $O_2$ condition

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.63-69
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• 2017

In this paper, we propose a method to optimize the geometry and installation position of the mixer in the selective catalytic reduction (SCR) system by computational fluid dynamic(CFD). Using the commercial CFD software of CFD-ACE+, the flow dynamics of the flue gas was numerically analyzed for improving the injection uniformity of the reduction agent. Numerical analysis of the mixed gas heat flow into the upstream side of the primary SCR catalyst layer was performed when the denitrification facility was operated. The characteristics such as the flow rate, temperature, pressure loss and ammonia concentration of the mixed gas consisting of the flue gas and the ammonia reducing gas were examined at the upstream of the catalyst layer of SCR. The temperature difference on the surface of the catalyst layer is very small compared to the flow rate of the exhaust gas, and the temperature difference caused by the reducing gas hardly occurs because the flow rate of the reducing gas is very small. When the mixed gas is introduced into the SCR reactor, there is a slight tendency toward one wall. When the gas passes through the catalyst layer having a large pressure loss, the flow angle of the exhaust gas changes because the direction of the exhaust gas changes toward a smaller flow. Based on the uniformity of the flow rate of the mixed gas calculated at the SCR, it is judged that the position of the test port reflected in the design is proper.

• 설비공학논문집
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• 제26권6호
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• pp.287-293
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• 2014

Internal combustion engines release 30~40% of the energy from fossil fuels into the atmosphere in the form of exhaust gases. By utilizing this waste heat, plenty of energy can be conserved in the auto industry. Thermoelectric generation is one way of transforming the energy from engine's exhaust gases into electricity in a vehicle. The thermoelectric generators located on the exhaust pipe have been developed for vehicle applications. Different experiments with thermoelectric generators have been conducted under various test conditions as following examples: hot gas temperature, hot gas mass flow rate, coolant temperature, and coolant mass flow rate. The experimental results have shown that the generated electrical power increases significantly with the temperature difference between the hot and the cold side of the thermoelectric generator and the gas flow rate of the hot-side heat exchanger. In addition, the gas temperature of the hot-side heat exchanger decreases with the length of the thermoelectric generator, especially at a low gas flow rate.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.21-27
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• 2014

MILD 연소는 고온의 배기가스를 연소로 내에 재유입 되는 양에 따라 질소산화물 저감 특성에 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 MILD 연소로에서 고온의 배기가스를 연소로 내에 재순환하기 위해 코안다 노즐을 사용하였는데. 코안다 노즐의 중심에 중심 축소관을 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 고압공기 유량, 배기가스 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 최적의 코안다 노즐 형상을 도출하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 본 연구의 전산 해석의 결과는 혼합가스 출구의 압력이 대기압일 때는 중심축소관이 없을 때가 배기가스 유입량이 약 18% 크게 나타나고 혼합가스 출구 압력이 증가하면 중심축소관이 있을 때가 유입량이 더 큼일 알 수 있었다. 이에 대한 분석은 노즐 목에서의 압력, 유입가스 입구와 혼합가스 출구 압력 그리고 유동 단면적으로 구성한 유입 구동력으로 해석 가능하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.563-568
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• 2007

디젤 엔진의 배기가스 유량을 측정하기 삼각 분리 막대형 차압유량계를 개발하였다. 3 종류의 삼각 막대형 차압유량계를 제작하였고 실험 평가하였다. 삼각 막대형 외부형상이 유선형에 가까울수록 차압유량계에서의 상류부 와 하류부의 차압이 감소하는 경향을 나타내었다. 삼각막대형 차압유량계를 사용하여 고온 및 상온 조건에서 유량 검정을 하였다. 고온 조건에서의 유량계 검정을 위해 버너를 제작하였다. 삼각막대형 상류부 및 하류부 간의 차압과 질량 유량의 실험식을 구했다. 또한 실험식은 기체 온도에 의한 보정을 포함하고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3553-3558
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• 2009

불꽃점화 엔진의 냉각수 유동 특성을 개선하기위하여 본 연구가 수행되었다. 배기밸브와 배기 포트의 냉각수 유로에서의 유동특성이 중점적으로 고려되었다. 베이스 모델의 수치해석적 분석에서 2번 실린더의 배기 밸브사이에 유동 정체가 발견되었다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 관련된 냉각수 통로를 재설계하고 최적화 하였다. 또한 배기가스의 온도를 낮추는 냉각수 코어 모델을 설계하기 위하여 배기매니폴드 하부의 냉각수 통로를 보강 설계하였다. 본 연구를 통하여 실린더 헤드와 블록사이의 냉각수 유동을 제어하는 가스킷의 중요성을 확인하였으며, 질량분포의 개선을 통하여 배기밸브 사이와 실린더헤드에서의 유동 특성을 개선하였다.

• 한국연소학회지
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• 제16권1호
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• pp.46-51
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• 2011

Exhaust gas of an industrial furnace used at such as metallurgy or ceramic manufacturing usually contains thermal energy with high temperature which can be recycled by heat exchanger. However, when the temperature of the exhaust gas is high such as more than $1,000^{\circ}C$, ordinary metallic heat exchanger cannot fully recover the heat due to the limitation of operating temperature depending on the material property. In the present study, a compact ceramic heat exchanger of cross flow type is introduced and evaluated by heat exchange rate and operating temperature. The ceramic heat exchanger can endure the gas temperature more than $1,300^{\circ}C$, and its volumetric heat exchanging rate exceeds 1 MW/$m^3$. The experimental data is also compared with the previous numerical result which shows reasonable agreement. Meanwhile, the gas leakage rate is measured to be about 3~4%, and heat loss to environmental air is about 23~26% of the fuel energy.