• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1025-1030
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• 2008

We develop heat exchanger modules for a multi-burner boiler. The heat exchanger module is kind of a heat recovery steam generator (HRSG). This heat recovery system has 4 heat exchanger modules. The 1st module consists of 27 bare tubes due to high temperature exhaust gas and the others consist of 27 finned tubes. The maximum steam pressure of each module is 10 bar and tested steam pressure is 4 bar. In order to test these heat exchanger modules, we make a 0.5t/h flue tube boiler (LNG, $40\;Nm^3/h$). The test results of 100% boiler load show that heat transfer rate of 1st module is 49.7 Mcal/h which is 34% of total heat transfer rate and that of 2nd module is 82.6 Mcal/h which is 57% of total heat transfer rate. The reason of higher the heat transfer rate of 2nd module than that of 1st module is that the 2nd heat exchanger module has finned tubes instead of bare tube. The boiler load 50% results show that only 2 heat exchanger modules are needed to extract the heat from the flue gas to water. From this result, it is very important of optimum design of the first finned tube among all water tubes.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제15권3호
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• pp.105-113
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• 2019

The exhaust emissions from coal-fired power plants have received much attention because coal-fired power plants are the one of the largest sources of particulate matter (PM) emissions in South Korea. To measure the PM10 and PM2.5, we developed the novel diluter which is comprised of ejector and porous tube in series. The dilution ratio must be defined to calculate particle concentrations of the sampled air as well as to probe match for the isokinetic sampling. For this reason, we verified the dilution ratio of the developed diluter by the flow rate, numerical solution, gas concentration and particle concentration. The ejector-supplied flow rates were 10-50 L/min and the porous tube-supplied flow rates were 30, 50 L/min in this study. All methods above showed similar dilution ratios to each other within 10 % error rate. The dilution ratio was confirmed by comparing mass concentrations before and after the dilution process.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.740-746
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• 2017

함정의 추진기와 발전기에 의해 발생하는 고온의 폐기가스와 연돌 주변 금속표면에서 방사되는 적외선 신호는 적 위협 무기체계의 표적이 되어 함의 생존성을 감소시키는 주 원인이 된다. 폐기가스와 연돌의 적외선 신호는 함정에 적외선 신호저감 장치(Infra-Red Signature Suppression system, IRSS)를 설치하여 감소시키고 있다. IRSS는 폐기가스에 난류 유동을 형성하는 이덕터, 폐기가스와 주변 공기가 혼합되는 믹싱 튜브, 외기와의 압력차를 이용하여 공기 필름을 형성하는 디퓨져 세 부분으로 구성된다. 본 연구는 적외선 신호저감 장치를 국내 독자기술로 개발하기 위한 기초 연구로 국외 선진 기술사에서 개발하여 국내 함정에 설치된 IRSS의 모형시험 조건을 분석하고 이를 기반으로 열 유동해석 연구를 수행하였다. 열 유동해석에서는 상용 수치해석 프로그램을 사용하였으며, 다양한 난류 이론 모델을 고려하여 결과를 비교 분석하였다. 해석의 주요 결과로는 이덕터 입구와 디퓨져 출구에서의 폐기가스 온도 및 속도, 그리고 디퓨져의 금속표면 온도를 구하였으며 모형시험의 계측 결과와 잘 부합함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.793-798
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• 2017

현대의 함정에서는 추진 기관에서 생성된 고온의 폐기가스와 가열된 폐기관의 금속표면온도를 저감하기 위해 적외선 신호저감 장치(Infra-red Signature Suppression system, IRSS)를 설치하고 있다. 국내 함정에 탑재된 일반적인 IRSS는 이덕터, 믹싱튜브 그리고 디퓨져로 구성되며, 이 중 디퓨져는 금속표면에 내기 외기의 압력차에 의한 공기 막을 생성시켜 온도를 저감시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 국외 선진 기술사에서 설계한 IRSS의 디퓨져 형상을 분석하여 설계 변수를 선정하였으며, 분석 조건을 줄이면서 설계 변수의 특성을 효과적으로 파악 할 수 있는 다구치 실험계획법을 통해 IRSS 디퓨져의 성능에 영향을 미치는 설계 변수의 특성을 검토하였다. 디퓨져의 성능분석에는 선행 연구에서 정립한 열 유동해석 기술을 활용하였다. IRSS의 성능평가에는 함정 적외선 신호의 세기와 직접적으로 관련되는 디퓨져 출구에서의 폐기가스 온도와 금속표면온도의 면적평균 값을 기준으로 하였으며, 폐기가스의 온도는 디퓨져 출구의 직경 변화에 크게 영향을 받고, 디퓨져 금속표면의 온도는 디퓨져 링의 개수 변화에 크게 영향 받음을 확인하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2004년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.171-176
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• 2004

열처리로에 적용되는 소형 축열식 복사관 버너시스템에 사용될 축열기를 설계하고 그 성능을 평가하였다. 좁은 튜브간 간격을 갖는 U형 복사관에 축열기를 적용하기 위하여 상하단 단면적이 다른 축열기를 설계, 적용하였다. 구형축열체를 사용하는 2만kcal/hr급 축열기 설계에는 기존에 개발된 축열기 해석코드를 이용하였다. 실제 시스템에 적용하여 축열기 전후단의 온도 및 압력을 실시간으로 측정하였다. 그 결과를 축열기 해석코드로부터 얻은 배가스의 배출온도와 공기의 예열온도를 비교하였다. 이론적으로 예상된 성능은 80%의 온도효율과 70%의 배열회수율이 얻어졌으나, 실험적 결과로부터는 온도효율이 80%, 배열회수율이69％가 얻어졌다. 가장 큰 성능 차이는 배가스의 배출온도였는데, 이는 실제 시스템에서 열손실에 의한 축열기로의 배가스 유입온도 하락과 실제 운전에서의 공기/배가스 유량의 증가에 의해 기인된다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.676-684
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• 1990

본 연구에서는 다공성 매질을 이용하여 예혼합기체를 맥동연소시킬 때의 진동 특성, 열적특성 및 연소특성에 관한 것이다. 먼저, 맥동의 모우드형상 및 발생조건 을 열전달과 음향이론을 바탕으로하여 예측하고 실험을 통하여 검토하였다. 또한 맥 동에 의한 화염형상의 변화를 가시화하여 관측하고, 온도분포 및 배기가스의 조성등을 측정하여 맥동 연소와 비맥동 연소를 비교 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.55-66
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• 2004

본 논문에서는 로켓 엔진의 고주파 연소불안정 현상이 연소현상과 맞물린 음향학적 현상이라는점과 일반적으로 로켓엔진의 연소실 및 배기노즐이 원통형이라는 점을 고려하여 단면적이 변하는 원통형 관에서 음향, 엔트로피 및 와류 파동방정식의 해를 구하는 방법을 제시하였고 이를 통하여 엔트로피 및 와류파동이 음향파동에 미치는 영향을 수학적으로 해석 및 계산 할 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 바탕으로 초음속 노즐에서 음향파동의 반사계수를 계산해 봄으로서 엔트로피 및 와류파동이 음향파동의 반사율을 강화 혹은 약화시킬 수 있다는 것을 보였다.

• 설비공학논문집
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• 제23권2호
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• pp.120-125
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• 2011

As an effort to secure economically viable heat recovery units, innovative fin shapes for industrial boilers are studied for better performance. In the present study a numerical modeling for the analysis of heat exchanger performance is conducted using a commercial software, ANSYS CFX and the results are compared with the experimental data. Out of several candidate fin shapes curved wavy fin is selected for the present study. Both numerical and experimental data are directly compared for heat transfer rate and pressure drop with the assumed constant surface temperature of $60^{\circ}C$. Exhaust gas is obtained from a test apparatus which supplies variable flow rates. The numerical results show reasonable agreements with the experimental data within 10% in terms of both total heat transfer and pressure loss.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.405-413
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• 2013

4 가지 탄종(Gunvor, Glencore, Noble, ECM)의 촤 산화반응 특성을 $900^{\circ}C$에서 $1300^{\circ}C$까지의 노내온도와 대기압 조건에서 DTF(drop tube furnace)를 이용하여 실험하였다. 촤 반응률은 FT-IR 장비로 측정한 CO, $CO_2$ 농도와 이색온도계로 측정한 입자온도를 통해 계산되었고 고회분탄의 활성화에너지(E)와 pre-exponential 상수(A)는 아레니우스 방정식을 기초로 계산되었다. 실험 결과는 석탄의 회분 함량이 늘어남에 따라, 입자온도와 면적반응성이 감소하였다. 이러한 결과는 회분의 큰 열용량, 회분의 기화잠열과 상대적으로 적은 고정탄소의 함량으로 인한 연소성 저하로 사료된다. 결과적으로 고회분탄은 높은 활성화 에너지(E)를 가진다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.675-681
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• 2012

본 연구는 낮은 회 성분의 함량과 높은 발열량의 특성을 지닌 초청정 석탄의 촤 반응율 특성을 알아보았다. 실험은 DTF(Drop Tube Furnace)를 통해서 다양한 온도조건 하에 산소의 분율을 바꾸어가며 수행하였다. 촤 반응률을 도출하기 위하여 FT-IR을 통해 배기가스(CO, $CO_2$)를 측정하였으며, 이색온도계를 통하여서 입자 온도를 측정하였다. 또한, Arrhenius 경험식을 토대로 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지와 빈도인자를 도출하였다. 결과는 초청정 석탄 촤의 반응특성은 온도와 산소 분율이 높아질수록 뚜렷한 증가를 보였고, 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지는 역청탄의 수치와 비슷한 값을 보임을 알 수 있었다.