• 설비공학논문집
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• 제11권6호
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• pp.912-920
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• 1999

The forced convective boiling heat transfer coefficients of R-407C were measured inside a horizontal tube 6.0mm I.D. and 4.0m long. The heat transfer coefficients increased according to an increase in heat flux at constant mass flux. Because nucleation was completely suppressed in the two-phase flow region with high quality, heat transfer coefficients in forced convective evaporation were higher than those in nucleate boiling region. Average heat transfer coefficients of R-407C were about 30 percent lower than the pure refrigerant correlation, due to mass transfer resistance at the gas-liquid interface. However, the total experimental data shows an agreement with the predicted data for ternary refrigerant mixtures with a mean deviation of 30%.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.1027-1033
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• 2010

2상유동(기체-액체) 현상은 전자기발전, 원자력발전, 철강산업 등 유체 시스템에 자주 나타나는 현상으로, 2상유동을 파악하는 것은 유체 시스템의 안정성 및 성능을 위해 중요하다. 2상유동 특성 중 기공률은 압력강하와 열전달 성능을 결정하는 주요 인자로서 이를 측정하는 기술이 특히 중요하다. 유동의 임피던스를 측정하여 기공률을 산정하는 임피던스법은 전기적 특성을 이용하기 때문에 반응속도가 빨라 실시간 측정이 가능하며, 유동관 벽에 전극을 설치할 경우 유동 교란없이 측정할 수 있는 장점이 있다. Coney는 원형관에 적용할 수 있는 ring 임피던스미터를 이론적 연구하였다. 본 연구에서는 Coney가 이론적으로 제안하고 실험적으로 검증하지 못한 3-ring 임피던스미터의 유체 전기전도도에 대한 독립성을 실험적으로 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.465-469
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• 2006

Two mesophilic trickling bed bioreactors filled with two different types of media, hydrophilic- and hydrophobic-cubes, were designed and tested for hydrogen production via anaerobic fermentation of sucrose. Each reactor consisted of a column packed with polymeric cubes and inoculated with heat-treated sludge obtained from anaerobic digestion tank. A defined medium containing sucrose was fed with changing flow rate into the capped reactor, hydraulic retention time and recycle rate. Hydrogen concentrations in gas-phase were constant, averaging 40% for all conditions tested. Hydrogen production rates increased up to $10.5 L{\cdot};h^{-1}{\cdot}L^{-1}$ of reactor when influent sucrose concentrations and recycle rates were varied. Hydrophobic media provided higher value of hydrogen production rate than hydrophilic media at the same operation conditions. No methane was detected when the reactor was under a normal operation. The major fermentation by-products in the liquid effluent of the both trickling biofilters were acetate and butyrate. The reactor filled with hydrophilic media became clogged with biomass and bio gas, requiring manual cleaning of the system, while no clogging occurred in the reactor with hydrophobic media. In order to make long-term operation of the reactor filled with hydrophilic media feasible, biofilm accumulation inside the media in the reactor with hydrophilic media and biogas produced from the reactor will need to be controlled through some process such as periodical backwashing or gas-purging. These tests using trickling bed biofilter with hydrophobic media demonstrate the feasibility of the process to produce hydrogen gas in a trickle-bed type of reactor. A likely application of this reactor technology could be hydrogen gas recovery from pre-treatment of high carbohydrate-containing wastewaters.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.386-393
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• 2008

The Sulfur-iodine(SI) thermochemical cycle is one of the most promising methods for massive hydrogen production. For the purpose of continuous operation of SI cycle, phase separation characteristics into two liquid phases ($H_2SO_4$-rich phase and $HI_x$-rich phase) were directly investigated via Bunsen reaction. The experiments for Bunsen reaction were carried out in the temperature range, from 298 to 333 K, and in the $I_2/H_2O$ molar ratio of $0.109{\sim}0.297$ under a continuous flow of $SO_2$ gas. As the results, solubility of $SO_2$, decreased with increasing the temperature, had considerable influence on the global composition in the Bunsen reaction system. The amounts of impurity in each phase(HI and $I_2$ in $H_2SO_4$-rich phase and $H_2SO_4$ in $HI_x$-rich phase) were decreased with increasing $H_2SO_4$ molar ratio and temperature. To control the amounts of impurity in $HI_x$-rich phase, temperature is a factor more important than $I_2/H2_O$ molar ratio. On the other hand, the affinity between $HI_x$ and $H_2O$ was increased with increasing $I_2/H2_O$molar ratio.

• 한국재료학회지
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• 제17권1호
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• pp.11-17
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• 2007

Turbulent in-situ mixing process is a new material process technology to get dispersed phase in nanometer size by controlling reaction of liquid/solid, liquid/gas, flow ana solidification speed simultaneously. In this study, mixing which is the key technology to this synthesis method was studied by computational fluid dynamics. For the simulation of mixing of liquid metal, static mixers investigated. Two inlets for different liquid metal meet ana merge like 'Y' shape tube having various shapes and radios of curve. The performance of mixer was evaluated with quantitative analysis with coefficient of variance of mass fraction. Also, detailed plots of intersection were presented to understand effect of mixer shape on mixing. The simulations show that the Reynolds number (Re) is the important factor to mixing and dispersion of $TiB_2$ particles. Mixer was designed according to the simulation, and $Cu-TiB_2$ nano composites were evaluated. $TiB_2$ nano particles were uniformly dispersed when Re was 1000, and cluster formation and reduction in volume fraction of $TiB_2$ were found at higher Re.

• 한국대기환경학회지
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• 제24권5호
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• pp.512-522
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• 2008

Ammonia is a major compound of odor in livestock house. To enhance the performance of ammonia oxidation (decomposition). the gas-liquid, two phase photocatalytic oxidation system was designed and prepared in this study. Commercial P-25 as $TiO_2$ catalyst was used for ammonia decomposition. V/P-25 catalyst prepared by sol gel method was also used for the removal of by-producted $NO_x$ in $NH_3$ oxidation reaction. When $TiO_2$ was used as a photocatalyst, the conversion to $N_2$ in ammonia decomposition reached above 90% until 200hr (The air flow rate of 4L/min with the ammonia concentration up to 25ppm.). However, considerable amounts of NO and $NO_2$ were formed as a result of $NH_3$ oxidation (as a by-product). Therefore, we added Vanadia impregnated $TiO_2$(P-25) catalyst for the removal of $NO_x$ at the end of reaction trail. The results of a pilot-scale operation were successful to achieve the simultaneous removal of $NH_3\;and\;NO_x$ about 81 and 87%, respectively.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권4호
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• pp.1-6
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• 2015

Centrifugal pumps consume considerable amount of energy in various industrial applications. Therefore, improvement of the efficiency of these machines has become a major challenge. Cavitation is a phenomenon which decreases the pump efficiency and even causes structural demage. Hence, the goal of this paper is to investigate the cavitation problem in the single-stage and double-stage centrifugal pumps. The Volume of Fraction (VOF) method has been used for the numerical simulations together with Rayliegh-Plesset model for the gas-liquid two-phase flow inside the pump. In order to capture the turbulent phenomena, the standard k-${\varepsilon}$ turbulence model has been adopted, and the simulations have been done as unsteady cases. In addition, the motion of the rotating parts has been simulated using Multi Reference Frame(MRF) method. The results are presented and compared in terms of hydraulic head and NPSH for both the single-stage and double-stage pumps. The H-Q curves show the effects of cavitation on decreasing the pumps performances.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.37-46
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• 2013

2상유체 동축형 다공성재 분사기는 중심포스트에서 분사되는 액체제트 주위로 형성된 다공성재 실린더의 내부 표면에서 기체를 반경방향으로 분사한다. 동축형 다공성재 분사기의 추진제 혼합비에 따른 연소성능을 분석하기 위하여 에탄올/아산화질소 추진제를 사용한 단일 축소형 분사기의 연소시험이 수행되었으며, 수집된 데이터 및 계산된 성능인자들에 대하여 불확실도 해석이 이루어졌다. 연소시험에 의한 추진제 혼합비에 따른 특성속도 경향은 CEA 이론값과 유사하였으나 최대값을 가지는 혼합비 영역이 이론혼합비영역에 가까웠다. 특성속도효율은 산화제 과잉 영역으로 갈수록 더 높게 나타났다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.19-32
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• 2019

여러 국가를 통행하는 다양한 형태의 선박에서 배출되는 황산화물에 의해 지역적인 대기오염이 심화됨에 따라 국제해사기구에서는 황산화물 배출제어지역을 설정하여 규제하고 있다. 이러한 지역적 규제를 만족시키기 위해서는 선박의 연료선택방법과 배가스 후처리 장치가 적용되고 있으나 경제적인 이유로 스크러버를 설치하여 배출되는 황산화물의 양을 저감하는 배가스 후처리 방법이 주로 선호되고 있다. 스크러버는 배출가스 중 황산화물을 액적에 흡수시켜 황산화물의 양을 저감하는 장치로 액적의 크기에 따라 스크러버의 성능이 좌우된다. 이러한 성능을 평가하기 위해서, 본 논문에서는 대향류형 스크러버와 사이클론 스크러버를 설계하고, 전산유체역학을 이용하여 각 액적의 크기에 따른 탈황 효율과 액적이 증발되는 양을 평가하였다. 평가 방법으로 스크러버 내부는 기체와 액체의 2상 유동을 가지기 때문에, Eulerian-Eulerian 해석 기법을 사용하였으며, 액적의 직경이 $100{\mu}m$, $300{\mu}m$, $500{\mu}m$와 $700{\mu}m$일 때 계산을 진행하여 스크러버를 분석하였다. 계산 결과, 2종류의 스크러버 모두 $500{\mu}m$와 $700{\mu}m$일 때 높은 탈황 효율과 낮은 증발량을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.136-152
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• 2017

본 연구에서는 $CO_2$ 제거 용매로써 메탄올 수용액을 사용하는 $Rectisol^{(R)}$공정을 모델링하기 위한 열역학 모델식으로는 PC-SAFT(Perturebed-Chain Statistical Associating Fluid Theory) 상태방정식과 액체활동도계수 모델식을 기본으로 조합된 Two-model approach식{NRTL(Non Random Two Liquid) + Henry + Peng-Robinson}을 비교하였다. 또한 PC-SAFT 상태방정식의 이성분계 상호작용 매개변수와 Two-model approach식의 Henry 상수를 새롭게 결정하기 위해서 273.25K과 262.35K에서 $CO_2$와 메탄올 간의 흡수평형실험을 수행하고 회귀분석을 하였다. 그리고 새롭게 결정한 매개변수의 정확성은 실험 데이터의 추산결과를 통해 검증하였다. 이러한 모델식과 검증한 매개변수를 사용하여 $CO_2$ 제거공정을 모델링 하였다. 그 결과 Two-model approach식을 사용한 경우가 PC-SAFT EOS을 사용한 경우에 비해 $CO_2$ 99.00% 제거하기 위해 요구되는 메탄올 용매 유량이 약 43.72% 더 높게 추산되었으며, 증류탑에서의 냉각수 소모량은 39.22%정도, 스팀소모량은 43.09%정도 더 소요됨을 알 수 있었다. 결론적으로 고압에서 운전되는 $Rectisol^{(R)}$ 공정을 Henry관계식의 도움을 받는 액체활동도계수 모델식을 사용하여 모델링을 하는 경우 PC-SAFT 상태방정식을 사용한 경우에 비해서 크게 설계된 다는 것을 알 수 있었다. 이러한 이유는 액상에 대한 용해도가 낮은 가스성분이 일정한 온도에서 액상에 녹아드는 양은 기상의 분압에 비례하여 증가하는 것으로 계산되는 Henry 관계식의 특성 때문에 메탄올에 대해 용해도가 큰 $CO_2$의 경우 메탄올과 $CO_2$간의 흡수특성을 잘 예측하지 못하는 것을 알 수 있었다.