• 대한기계학회논문집B
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• 제33권7호
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• pp.477-485
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• 2009

The study of nitrogen dilution effect on the flame stability was experimentally investigated in a non-premixed turbulent lifted hydrogen jet with coaxial air. Hydrogen gas was used as a fuel and coaxial air was used to make flame liftoff. Each of hydrogen and air were injected through axisymetric inner and outer nozzles ($d_F=3.65\;mm$ and $d_A=14.1\;mm$). And both fuel jet and coaxial air velocity were fixed as $u_F=200\;m/s$ and $u_A=16\;m/s$, while the mole fraction of nitrogen diluents gas was varied from 0.0 to 0.2 with 0.1 step. For the analysis of flame structure and the flame stabilization mechanism, the simultaneous measurement of PIV/OH PLIF laser diagnostics had been performed. The stabilization point was selected in the most upstream region of the flame base and defined as the point where the turbulent flame propagation velocity was equal to the axial component of local flow velocity. We found that the turbulent flame propagation velocity increased with the decrease of nitrogen mole fraction. We concluded that the turbulent flame propagation velocity was expressed as a function of turbulent intensity and axial strain rate, even though nitrogen diluents mole fraction was changed.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.393-396
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• 2008

질소 희석 가스가 수소화염의 화염안정성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 연료는 수소이며 수소화염을 부상시키기 위하여 동축공기를 사용하였다. 이때 수소의 속도는 200 m/s이고 동축공기의 속도는 16 m/s로 고정하였다. 질소 희석 가스는 연료 공급라인에 주입되었으며 전체 연료 부피의 0$\sim$20%까지 주입하였다. 화염구조분석을 위하여 PIV/OH PLIF 동시측정 기법을 사용하였다. 수소 난류 확산화염 화염안정성 실험을 통하여 질소 가스 주입에 따라 부상화염 높이는 증가하였으며, 난류 화염 전파속도는 감소하였다. 그리고 난류 화염전파속도는 난류강도의 함수로 표현될 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제16권1호
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• pp.42-47
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• 1995

Interpolymer complex formation between basic polypeptide poly(L-proline) Form Ⅱ (PLP(Ⅱ)) and acidic polypeptides poly(L-glutamic acid) (PLGA) and poly(L-aspartic acid)(PLAA) has been studied in water-methanol (1:2 v/v) mixed-solvent by viscometry, potentiometry, light scattering and circular dichroism (CD) measurements. It has been found that polymer complexes between PLP(Ⅱ) and PLGA (or PLAA) are formed via hydrogen bonding with a stoichiometric ratio of PLP(Ⅱ)/PLGA (or PLAA)=1:2 (in unit mole ratio) and that PLP(Ⅱ) forms polymer complex more favorably with PLGA than with PLAA. In addition, the minimum (for pH 5.0) and the maximum (for pH 3.2) in reduced viscosity of dilute PLP(Ⅱ)-PLGA mixed solutions are observed at 0.67 unit mole fraction of PLGA (i.e., [PLP(Ⅱ)]/[PLGA]=1/2). These findings could be explained in terms of molecular structure (or conformation) of the complementary polymers associated with the complex formation.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2977-2983
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• 2008

The combustion characteristics of a partially premixed flame in a dump combustor were studied to determine the effects of hydrogen enrichment in propane. Bluff-body was used for flame stabilization. Fuel mixtures containing a hydrogen mole fraction ranging from 0.1 to 0.5 were burnt at ambient pressure within a quartz chamber. Tests were carried out keeping the total reactant flow rate by adjusting the fuel and air flow rates. The fluctuations of pressure were measured by piezoelectric pressure sensor. The instantaneous flame structure and OH chemiluminescence images were described by High-speed Intensified Charged Coupled Device (HICCD) camera and Intensified Charged Coupled Device (ICCD) camera. The present results show that hydrogen enrichment in fuel changed the location of primary reaction zone from inner recirculation zone to turbulent shear layer and pressure signal. The reason is that chemical aspects take precedence over flow aspects in the hydrogen-enriched flame.

• 한국가스학회지
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• 제11권4호
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• pp.41-46
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• 2007

본 연구는 국내 F사의 가정용 연료전지 시스템의 실제 크기를 모델로 하여, 시스템 내부에 4가지 구성품(개질기, 연료전지 스택, 가습기, 탈황기)이 시스템 체적 중 약 30%를 차지하고 있을 때, 환기 면적과 수소 누출량을 변화시키면서 전산 해석을 수행하였다. 환기 면적 1%, 수소 누출량 1%인 경우, 비정상 상태 전산 해석 결과, 수소는 약 50초 후 누출 지점 근처에서 농도 변화를 확연히 감지할 수 있었으며, 200초 후, 시스템 하부에 비해 상부에서 농도 증가를 뚜렷하게 알 수 있었다. 환기 면적 1%, 수소 누출량 1%, 3%, 5%의 대한 정상 상태 해석 결과, 수소 누출량이 5%가 되면 시스템 전 영역에서 수소의 인화 하한(4%, 체적기준)에 도달하는 것을 확인하였다. 환기 면적 2%, 수소 누출량 1%인 경우, 비정상 상태 전산해석 결과, 수소는 약 60초 동안은 누출 지점에서 하부측으로 농도 증가를 보이다가, 점차 상부측 환기구를 통해 배출되어 약 250초가 지난 후 정상 상태에 도달하였다. 환기 면적 2%, 수소 누출량 1%, 3%, 5%의 정상 상태 해석 결과, 수소 누출량이 5%가 되더라도 대부분의 영역에서 경보 농도 수준(1%, 체적기준) 이하임을 확인할 수 있었으나, 누출 지점으로부터 상부쪽으로 위험 영역이 존재함을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.385-393
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• 2022

수소는 지구 온난화의 주범인 온실가스(GHG) 배출을 감소시키고 선박용 친환경 연료로서 대두되고 있다. 수소는 가연 하한계(Lower Flammability Limit, LFL)가 4 ~ 75 %이고 폭발 위험성이 큰 물질이다. 그래서 선박용으로 사용되려면 누출에 대비한 안전성이 충분히 확보되어야 한다. 본 연구에서는 수소탱크 저장실에서 수소 누출이 발생한 경우, 급·배기구의 면적 변화가 환기 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 급·배기구의 면적은 1A = 740 mm × 740 mm이며 저장실 표면에 크기 및 위치 변경이 쉽도록 설정하였다. CFD 상용 소프트웨어인 ANSYS CFX ver 18.1을 이용하여 급·배기구의 면적을 1A, 2A, 3A, 5A로 변경하였고, 면적 변화에 따른 저장실 내의 수소 몰분율을 분석하였다. 그 결과 급기구 면적이 배기구 면적 증가에 비해 누출 수소의 농도를 더 감소시켰으며 단일 급기구보다 최소 2A 이상에서 환기 성능이 향상되었다. 급기구의 면적이 증가할수록 수소 층화가 저장실 상부부터 균일하게 형성되었지만 LFL 범위는 벗어나 있었다. 그러나 배기구는 면적을 단순히 증가하는 것만으로는 환기 성능에 미치는 영향은 미비하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2026-2031
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• 2007

Hydrogen is receiving much research attention as an alternative substitute for hydrocarbon fuels these days due to its cleanliness and renewability. However, hydrogen should be used with caution because of its high propensity for leak and wide flammable range. This study deals with a situation that hydrogen leaks and then forms a flammable mixture inside 1kW class residential fuel cell. The residential fuel cell was modeled as a box-shaped chamber with vent openings at the top and bottom, filled with various components such as reformer, desulfurizer, fuel cell stack and humidifier. Computational fluid dynamics (CFD) was used to simulate the diffusion, buoyant flow and accumulation of leaked hydrogen in the modeled chamber. From the simulation, the risk region vulnerable to flame was identified and the methods to minimize such hazardous region was discussed. When the vent openings are 1% of the total surface, as the quantity of hydrogen leakage increases the risk regions increases accordingly. As the vent openings of the total surface increased from 1% to 2.3%, averaged hydrogen mole fraction is under 1% in the system.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제7권3호
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• pp.238-240
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• 1986

Complex formations between syndiotactic poly(methacrylic acid) (st-PMAA) and poly(N-vinyl pyrrolidone) (PVP), and that between st-PMAA and polyethyleneoxide (PEO) through hydrogen bonding were studied by viscometry and potentiometry. Reduced viscosity (${\eta}_{red}$) was measured at various mole fraction of PVP or PEO with respect to a constant amount of st-PMAA. Observation shows a sharp minimum at the 1:1 mole ratio of st-PMAA:PVP or st-PMAA:PEO, which shows that the complexation becomes optimal and the complex has a compact structure in this ratio. Variation of pH also supports this conclusion. This is the case of the system of st-PMAA and PVP in water as well as in DMF. Also the complexation is much enhanced when the molecular weight of PVP is high. Meanwhile, the system of st-PMAA and PEO shows a little different behavior, i.e., this system does not form the complex in DMF and does only in water. It is because the interaction st-PMAA with PEO is weaker than that with PVP.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.294-299
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• 2008

Steam reforming of methane is the most wide spread method for hydrogen production. It has heed studied more than 60 years. methane reforming has advantages in technological maturity and economical production cost. Using a high-temperature solar thermal energy is an advanced technology in Steam reforming process. The synthesis gas, the product of the reforming process, can be applied directly for a combined cycle or separated for a hydrogen. In this paper, hydrogen conversion rate of a solar chemical reactor is calculated using commercial CFD program. 2 models are considered. Model-1 is original model which is designed from the former researches. And model-2 is ring-disk set of baffle is inserted to enhance the performance. The solar chemical reactor has 3 inlet nozzle at the bottom of the side wall near quartz glass and an exit is located at the top. Methane and steam is premixed with 50:50 mole fraction and goes into the inside. Passing through the porous media, the reactants are conversed into hydrogen and carbon monoxide.

• 공업화학
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• 제20권1호
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• pp.104-108
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• 2009

본 연구에서는 이산화탄소/수소 혼합기체가 관 모양의 Pd-Ag 막을 통과할 때 관 안에서의 이산화탄소 및 수소의 몰분율, 수소 분압, 그리고, 속도 구배 등을 CFD (Computational Fluid Dynamics) 기법을 사용하여서 다양한 유입 속도에 대해서 모사하였다. 모사 결과에 의하면 유입 속도가 증가할수록 관의 길이 방향을 따라서 이산화탄소의 몰분율이 더디게 증가함을 알 수 있었다. 또한, 혼합 기체의 유입 속도와 관의 길이가 수소 회수율에 미치는 영향에 대해서 살펴보았으며 낮은 유입속도와 긴 관의 경우에 수소 회수율이 큰 것을 알 수 있었다.