• 에너지공학
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• 제15권1호
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• pp.45-51
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• 2006

본 연구에서는 LFG와 LNG의 혼합연료의 연소가스측 열전달 특성을 LFG, LNG 단독 연료와 비교함으로써 실험적으로 연구하였다. 실험을 위하여 파일럿 연소시스템을 제작하였으며, 연소시스템의 열교환부에는 수직 수평 배플을 가지는 다관형 열교환기를 설치하였다. 실험은 연료 주입 방식, 저위발열량, 메탄의 조성(44.5%, 54.5%)의 서로 다른 조건에서 수행되었다. 본 연구를 통하여 동일한 레이놀즈 수에서 LNG의 연소가스측누셀트 수는 LFG보다 큼을 알 수 있었으며, LFG의 경우에 LFG와 LNG 혼합 연료가 LFC 단독 연료보다 큼을 확인하였다. 따라서, LFG를 사용하는 경우 LFG 단독 연료를 사용하기보다는 LFG에 LNG를 적절히 첨가시켜 사용하는 것이 열전달이 향상되며, 발생 LFG의 공급 불안정성을 완화하는데 기여할 수 있다고 판단된다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제7권1호
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• pp.42-47
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• 2018

Recently, as the demand for limited resources continues to rise and problems of resource depletion rise worldwide, the importance of renewable energy is gradually increasing. In order to solve these problems, various methods such as energy conservation and alternative energy development have been suggested, and biogas, which can utilize the gas produced from biomass as fuel, is also receiving attention as the next generation of innovative renewable energy. New and renewable energy using biogas is an energy production method that is expected to be possible in large scale because it can supply energy with high efficiency in compliance with energy supply method of recycling conventional resources. In order to more efficiently produce and manage these biogas, a biogas plant has emerged. In recent years, a large number of biogas plants have been installed and operated in various locations. Organic wastes corresponding to biogas production resources in a biogas plant exist in a wide variety of types, and each of the incoming raw materials is processed in different processes. Because such a process is required, the case where the biogas plant process is inefficiently operated is continuously occurring, and the economic cost consumed for the operation of the biogas production relative to the generated biogas production is further increased. In order to solve such problems, various attempts such as process analysis and feedback based on the feedstock have been continued but it is a passive method and very limited to operate a medium/large scale biogas plant. In this paper, we propose "CNN-based production yield prediction algorithm for increasing process efficiency of biogas plant" for efficient operation of biogas plant process. Based on CNN-based production yield forecasting, which is one of the deep-leaning technologies, it enables mechanical analysis of the process operation process and provides a solution for optimal process operation due to process-related accumulated data analyzed by the automated process.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.22-27
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• 2015

최근 고고도 장기체공 무인기의 개발이 활발하게 진행되고 있는 가운데, 중량당 에너지 밀도가 높아서 왕복동 엔진의 연료로서 적합한 수소 연료를 적용하는 것이 경제성과 기술성 측면에서 유리한 것으로 검토되었다. 본 연구에서는 2.4리터급 왕복동 가솔린엔진을 수소엔진으로 개조하기 위하여 수소연료를 공급하기 위한 실험장치를 구축하고 수소연료 공급이 가능한 인젝터를 장착하였으며 범용 엔진제어기를 이용하여 엔진을 구동시킴으로써 시동 및 공회전 시의 연소 특성을 파악하였다. 안전하게 엔진 시동성을 확보하였고 공회전 상태를 유지할 수 있는 조건을 탐색하였다. 또한 공회전 상태에서 공연비와 점화 타이밍을 변경해보면서 연소 안정성을 비롯한 기본적인 연소 특성을 살펴봄으로써 향후 수소엔진을 활용한 무인기의 동력원을 개발하기 위한 기초를 마련하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.733-742
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• 2016

연료 경제와 유해 배출 가스 저감을 목적으로 최근 들어 LNG 또는 합성 가스를 사용하는 박용 가스 기관이 주목받고 있다. 예혼합 연소를 하는 오토 사이클로 작동하는 가스 기관을 구현할 경우 EGR 또는 SCR을 적용하지 않고도 Tier III의 규제를 충족할 수 있는 것으로 확인되고 있다. 본 연구에서는 오토 사이클로 작동하는 기관에 대한 시뮬레이션 기술을 산업 기술 현장에 제공하기 위한 목적으로, 실험적으로 접근이 용이한 소형 가솔린 기관을 대상으로 상용 소프트웨어인 BOOST를 이용한 시뮬레이션을 시행하였다. 이 연구는 두 단계로 구성되어 이미 시행한 첫 번째 단계에서는 흡기 및 배기 계통에 대한 최적의 모델링 방법에 관한 연구가 수행되었다. 이번 연구는 이전의 연구에서 선정된 흡 배기 계통의 해석 모델을 적용한 상황에서 실린더 내 과정을 해석하고 최종적으로 주요 성능 인자들을 계산하는 방법을 정립하였다. 이 연구를 통하여 실험에의 의존이 적은 연소 및 열전달 모델과 밸브 유량계수 모델을 선정하고 관련 상수들을 결정하는 방법을 확립하였다. 이들을 이용하여 실린더로 유입되는 공기량, 실린더 내 순간 압력 변화 및 도시평균유효압력을 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권4호
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• pp.299-305
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• 2015

미래에너지의 해법으로 원자력에너지를 이용한 물분해 수소생산시스템의 핵심기술을 개발하였다. 안전성을 보장할 수 있는 제4세대 원자로인 초고온가스로의 고열을 이용하여 황요오드 열화학적인 방법으로 물을 분해하여 수소를 생산하는 기술이다. 원자력수소생산 핵심기술은 초고온에서의 열을 공급하는 것을 모사하는 초고온 실험기술, 초고온가스로의 안전성을 모사하는 연구, 초고온가스로의 노심과 안전성을 해석할 수 있는 도구의 개발, 초고온가스로에 사용하는 연료제조기술, 물을 분해하여 열화학적인 방법으로 수소를 생산하는 기술로 구성된다. 원자력수소생산에 필요한 핵심기술을 개발하고 실험실 규모로 입증하였으며, 대규모 실용화를 위해서 선결되어할 미완성 기술을 제시하였다. 본 기술은 제4세대 원자로개발 국제공동연구로 수행한 기술로서 향후 미래의 원자로 기술이다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권4호
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• pp.279-286
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• 2018

The use of eco-friendly energy in the offshore plant system is expanding because conventional generators are operated by fossil fuel or natural gas. Eco-friendly energy, which replaces existing power generation methods, should be capable of generating the power for lighting protection equipment, airborne fault indication, parameter measurement, and others. Most of the eco-friendly energy used in offshore plant facilities is solar and wind power. In the case of using photovoltaic power, because the structure must be constructed based as flat solar panels, it can be damaged easily by the wind. Therefore, there is a need for a new generation system composed of a spherical structure that does not require a separate structure and is less influenced by the wind. Considering these characteristics, in this study we designed, fabricated, and tested a unit that could provide the most efficient spherical photovoltaic power generation considering wind direction and wind pressure. Our test results indicated that the proposed system reduced costs because it did not require any separate structure, used eco-friendly energy, reduced carbon dioxide emissions, and expanded the proportion of eco-friendly energy use by offshore plant facilities.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.251-259
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• 2018

Metal hydride based hydrogen storage under moderate temperature and pressure gives the safety advantage over the gas and liquid storage methods. Still solid-state hydrogen storage including metal hydride is below the DOE target level for automotive applications, but it can be adapted to stationary or miliary application reasonably. In order to develop a modular solid state hydrogen storage system that can be applied to a distributed power supply system composed of renewable energy - water electrolysis - fuel cell, the heat transfer and hydrogen storage characteristics of the metal hydride necessary for the module system design were investigated using AB5 type metal hydride, LCN2 ($La_{0.9}Ce_{0.1}Ni_5$). The planetary high energy mill (PHEM) treatment of LCN2 confirmed the initial hydrogen storage activation and hydrogen storage capacity through surface modification of LCN2 material. Expanded natural graphite (ENG) addition to LCN2, and compression molding at 500 atm improved the thermal conductivity of the solid hydrogen storage material.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.400-407
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• 2019

순산소 순환유동층 연소기술은 기후변화 및 연료 수급 문제들을 해결할 수 있는 기술로 주목 받고 있다. 순산소 순환유동층 연소기술은 배기가스재순환 공정을 통해 이산화탄소를 비교적 쉽게 포집할 수 있으며 대기오염물질 배출도 줄일 수 있는 친환경 연소기술이다. 새롭게 개발된 $100kW_{th}$ 급 순산소 순환유동층 연소 시스템은 연료다변화에 대응하기 위해 다양한 연료들의 순산소연소 특성을 분석하고 있으며, 본 연구에서는 높은 고정탄소 및 회분함량으로 인해 연소성이 낮은 연료로 알려진 무연탄을 활용하여 높은 이산화탄소를 생산하고 연소효율을 향상시키고자 하였다. 그 결과로서, 무연탄 순산소 연소는 아역청탄 공기연소 대비, 연소효율이 2% 향상되었으며 대기오염물질인 $SO_2$, CO, NO은 각각 15%, 60%, 99% 감소하였다. 또한, 안정적인 순산소순환유동층 연소를 통해 배기가스 내 94 vol.% 이상의 $CO_2$ 가 포집될 수 있음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.656-662
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• 2007

고분자 전해질 연료전지 운전에 필요한 수소 공급 장치로서 플라즈마 개질 방법을 이용한 개질기와 일산화탄소 산화반응을 위한 전이 반응기를 설계 및 제작하였다. GlidArc 방전을 이용한 저온플라즈마 개질기는 Ni 촉매를 동시에 사용하여 $CH_4$ 개질함으로서 $H_2$ 선택도를 증대하였다. 개질기의 변수별 연구로서 촉매 온도, 가스 조성비, 전체 가스유량, 전압변화 그리고 개질 특성 및 최적 수소 생산조건을 연구하였으며, 전이반응기의 변수별 연구로서 선택적 산화반응기(PrOx)에 주입되는 공기량, 전이 반응기에 주입되는 수증기량 그리고 온도에 대하여 연구하였다. 플라즈마 개질기에서 최대 수소 생산 조건은 $O_2/C$ 비가 0.64, 가스유량은 14.2 l/min, 촉매 반응기 온도 $672^{\circ}C$ 그리고 유입전력이 1.1 kJ/L일 때 41.1%로 최대 수소 농도를 나타냈다. 그리고 이때의 $CH_4$ 전환율, $H_2$ 수율 그리고 개질기 에너지 밀도는 각각 88.7%, 54%, 35.2%를 나타냈다. 전이 반응기에서 모사된 개질 가스로부터 최대 CO 전환율을 보이는 조건은 2단으로 구성된 PrOx에 주입되는 $O_2/C$ 비가 0.3, HTS에서 주입되는 수증기 주입량 비가 2.8 그리고 HTS, LTS, PrOx I, PrOx II 반응기 온도가 475, 314, 260, $235^{\circ}C$ 일때 가장 높은 CO 전환율을 나타냈다. 플라즈마를 이용한 반응기는 예열 시간은 30분이 소요되었으며, 전이 반응기에서 나오는 최종 개질 가스의 조성은 $H_2$ 38%, CO<10 ppm, $N_2$ 36%, $CO_2$ 21% 그리고 $CH_4$ 4%로 나타냈다.

• 한국해양공학회지
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• 제35권1호
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• pp.50-58
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• 2021

The demand for eco-friendly energy is expected to increase due to the recently strengthened environmental regulations. In particular, the flow inside the pipe used in a cargo handling system (CHS) or fuel gas supply system (FGSS) of hydrogen transport ships and hydrogen-powered ships exhibits a very complex pattern of multiphase-thermal flow, including the boiling phenomenon and high accuracy analysis is required concerning safety. In this study, a feasibility study applying the boiling model was conducted to analyze the multiphase-thermal flow in the pipe considering the phase change. Two types of boiling models were employed and compared to implement the subcooled boiling phenomenon in nucleate boiling numerically. One was the "Rohsenow boiling model", which is the most commonly used one among the VOF (Volume-of-Fluid) boiling models under the Eulerian-Eulerian framework. The other was the "wall boiling model", which is suitable for nucleate boiling among the Eulerian multiphase models. Moreover, a comparative study was conducted by combining the nucleate site density and bubble departure diameter model that could influence the accuracy of the wall boiling model. A comparison of the Rohsenow boiling and the wall boiling models showed that the wall boiling model relatively well represented the process of bubble formation and development, even though more computation time was consumed. Among the combination of models used in the wall boiling model, the simulation results were affected significantly by the bubble departure diameter model, which had a very close relationship with the grid size. The present results are expected to provide useful information for identifying the characteristics of various parameters of the boiling model used in CFD simulations of multiphase-thermalflow, including phase change and selecting the appropriate parameters.