• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.6425-6431
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• 2014

과학의 발달로 누구나 원하는 정보를 얻고 공유하는 것이 쉬워졌으며, 인터넷과 스마트 폰을 매개로 지구촌간의 정보 파급 속도가 빠르게 증가하고 있다. 그 결과 히트 아이디어 제품이 매우 빠른 속도로 전 세계로 펴져나가며 막대한 부의 창출도 가능하다. 더 나아가서는 한 국가의 경제부흥에도 큰 영향력을 미칠 수 있다. 그러나 이러한 아이디어 제품을 도출해내기 위한 기존의 발명기법들은 일반인들이 사용하기 어려운 점들이 많으며, 또한 현재의 히트상품을 개발하기 위해서는 부족한 점들도 많다. 본 연구에서는 기존의 발명기법들의 한계점을 파악하고, 히트 아이디어 상품 속에 숨겨져 있는 발명원리와 아이디어를 분석하였다. 분석을 통해 얻어진 결과는 픽토그램 이라는 일종의 그림문자와 결합하여 발명기법으로 상징화하여서 누구나 습득하기 쉬운 인벤토그램을 만들었다. 더 나아가 인벤토그램을 활용하여 전자파가 차단되는 헤어드라이기를 개발하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.519-524
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• 2019

본 연구에서는 대풍량 곡물건조기에 사용되는 수평형 집진기의 집진효율 향상과 최적화를 위한 연구의 선행과정으로 Computational Fluid Dynamics(CFD)를 이용하여 집진기 내부의 유동 특성 분석과 원뿔형 허브의 각 변화가 집진기의 집진성능에 미치는 영향을 해석하였다. 최근 집진기 입구에 원뿔형 허브와 고정 베인을 설치하여 선회유동(Swirl Flow)을 발생시켜 이물질을 공기와 분리시키는 수평형 사이클론 집진기(Horizontal type Cyclone Dust collector)가 개발되었다. 이 집진기는 크기가 비교적 작고 설치가 용이하고 비교적 배압이 낮아 추가 동력을 필요로 하지 않으며 베인의 선회력을 이용하기 때문에 대풍량 배습용 송풍기에도 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 수평형 집진기 형상으로 인해 발생하는 집진기 내부의 배압 문제와 분진 퇴적 문제를 해결하기 위해서 3차원 유동해석을 이용하여 집진기 내부 형상 변화에 따른 유동 특성에 관한 연구를 진행하였다. 실제 곡물건조기에 적용 가능한 수평형 집진기 설계를 위한 기초 자료를 제공하였으며, 향후 연구 예정인 고정 베인 설계, 주분리관 및 중간분리관의 설계에 적용하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5628-5636
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• 2012

본 연구에서는 하수슬러지를 효율적으로 건조시킬 수 있는 방법을 연구하고자 하였다. 슬러지 건조를 위해서는 슬러지 내 대부분의 함수율을 차지하고 있는 세포 내 함유수분을 제거시키는 것이 필요한데, 이에 대한 제거 장치로서 타격기류 건조장치를 적용하였으며, 직접 하수처리장에 파일롯 플랜트를 설치하여 실증실험을 실시하여, 이에 대한 운전특성과 적용가능성을 확인하고자 하였다. 주요 운전제어 변수는 슬러지 투입속도, 체인 회전속도, 공정온도 및 투입슬러지 함수율 변화 등이다. 체인의 회전속도가 증가할수록 생성슬러지 생성수율 증가 등 장치성능이 향상되었고, 공정온도가 상승함에 따라 건조효율이 증가하는 경향을 나타내었다. 투입슬러지 함수율은 60%일 때 생성슬러지 생성수율이 최대이고 함수율도 10% 내외를 나타내어 최적 조건임을 알 수 있었다. 슬러지 투입속도는 적정 투입속도 이상으로 투입 시, 생성슬러지 생산량은 증가하지 않는 반면, 오히려 잔류량만 증가하는 현상을 초래하였다. 위와 같은 실험결과로부터 장치의 최적 운전조건은 체인 회전수 1600rpm(최대속도), 최종 배출온도 $80^{\circ}C$, 투입슬러지 함수율 60%, 슬러지 투입속도 60kg/h이며, 이때 장치성능은 생성슬러지 생성수율 85.5%, 함수율 11.0%, 건조효율 81.7%으로 양호한 결과를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1576-1581
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• 2013

본 연구에서는 히트펌프 건조기용에 적용될 PF 열교환기에 대하여 연구되었다. PF 열교환기의 설치 경사각($0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$)에 따른 3종 PF 열교환기의 능력과 제습량을 측정하였다. 실험은 건구온도 $60^{\circ}C$, 상대습도 70%, 풍속 0.5m/s에서 진행되었다. 실험결과 경사각이 증가할수록 열교환기의 성능이 우수하였으며, PF3가 능력과 제습량에서 가장 우수하였다. 그러나 경사각이 $60^{\circ}$에서는 능력과 제습량이 크게 감소하였다. 실험값을 예측하기 위해 PF 열교환기의 능력과 제습량을 예측할 수 있는 계산프로그램을 개발하였다. PF 열교환기 3종에 대한 실험값과 계산값은 능력의 경우에 최대 2% 이내를 제습량의 경우에 최대 3% 이내에서 만족한 결과를 보여주었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권4호
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• pp.223-231
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• 2012

본 연구는 유 무기성 폐기물 처리를 위한 다축스크류 난류접촉식 고효율 건조기의 최적 설계를 위한 연구의 일환으로 실험적 연구와 수치해석적 연구를 통하여 건조기 내부의 열유동 메카니즘을 규명하고 건조효율을 높일 수 있는 설계 기준을 제시 하고자 수행되었다. 사용된 건조기의 대표적인 특성은 건조용 가스의 바이패스 시스템으로 연소를 통해 얻어진 고온의 가스가 다축 스크류 내부 축을 따라 흐르면서 분공을 통해 고속으로 슬러지 내부로 분출되면서 열풍 건조를 하게 되는 것이다. 다양한 열원의 적용이 가능하고 고온 난류 분사식으로 높은 건조속도를 갖고 있으며 고점성 물질에도 적용이 가능한 것이 장점이다. 여기서 건조가스의 분배는 슬러지를 체적 가열하는 한편 슬러지가 뭉치지 않고 지속적으로 열과 물질 전달을 원활하게 하는 기공을 유지하도록 해야 한다. 실험결과 하수슬러지 200 kg/hr를 처리하는데 스크류를 1 rpm으로 회전시킬 때 적정 체류시간은 100분 정도로 나타났다. 또한 다양한 열량 공급 결과 150,000 kcal/hr로 공급한 경우 높은 건조효율을 유지하면서 잉여 열량공급으로 인한 과도한 열피로 및 열량의 낭비를 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 유 무기성 슬러지의 설계기술 및 건조효율 향상을 위한 건조가스의 유동 및 온도분포를 수치해석적 연구를 통하여 계산하였으며 연소실과 건조실의 온도계산 결과는 실험 자료와 매우 유사하게 나타나서 성공적으로 비교검증을 수행하였으며, 향후 물질전달에 대한 세부적인 모델을 적용하여 연구를 지속적으로 수행할 예정이다.

• 한국안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.33-40
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• 2011

In the hazardous areas where explosive liquids, vapors and gases exist, electrical apparatus/equipment should have explosion-proof construction. The consuming of liquefied natural gas(LNG) has markedly increased in the industrial field, especially in aspect of some thermoprocessing equipment, boiler, dryer, furnace, annealer, kiln, regenerative thermal oxidizer(RTO) and so on. Because it has many merits, clean fuel, safety, no transportation/storage facility and so on. It is strongly recommend that the classification of hazards has to be decided to prevent and protect explosion which may occur in thermoprocessing equipment. In this paper, the operated thermoprocessing equipments in industrial area investigated and explosion risk assessment about LNG leakage from its facilities was performed through numerical calculation and computer simulation. Finally, we suggest the systemic/technical approach for safety assessments of thermoprocessing equipments consumed LNG fuel which are specially subjected to classification of hazardous area.

• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제3권4호
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• pp.398-413
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• 2016

This work describes the design and development of a new drying system for a rollover carwash machine with the support of numerical tools. The drying system is composed of a pair of stationary vertical dryers and a moveable horizontal dryer that can adjust itself to the contour of a vehicle. After the definition of the dryers' concept, their performance was assessed individually to check their internal flow pattern and to improve their airflow distribution. These issues are expected to provide feedback on redesign and geometric optimization of the dryers. After redesign of the dryers separately, the behaviour of the complete drying system was studied on actual vehicle models, representative of the shortest and tallest dimensions that can be washed with the existing carwash machine sector. The drying efficiency of the whole system was studied by calculation of shear stress distribution on various surfaces of a given vehicle. The results allowed concluding that the overall drying performance of the design system is very good and assure adequate drying on most vehicles surfaces. The results obtained from numerical studies were then validated with experimental measurements and a good agreement was found between the two. The procedure employed in this work can be applied to support the design and analysis of other mechanical drying systems.

• 동력기계공학회지
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• 제18권5호
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• pp.22-27
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• 2014

The objectives of this paper are to obtain an empirical equations regarding the correlations between heat transfer and pressure drop of oval fin-tube heat exchanger having large diameter using wilson plot method. It was difficult to find any recommendable heat transfer and friction factor correlation available for our large diameter experimental cases. Overall heat transfer coefficients are composed of the heat transfer coefficients both inside and outside tubes. The resulting empirical correlations for the Nui and f-factor are given as $Nu_i=0.0146Re^{0.809}Pr^{0.3}$ and $f=4.366Re^{-0.64}$, respectively. The empirical correlations of the Nui and f-factors were developed for the large diameter oval finned-tube heat exchanger as a function of the Reynolds number. As the EG(Ethylene glycol) and air flow rate increases, the heat transfer rate and pressure drop is increased largely.

• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.313-317
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• 2017

지속적인 에너지 수요의 증가로 인하여 저등급 석탄이 새로운 에너지 자원으로서 인정받고 있다. 그러나 저등급 석탄의 높은 수분 함량으로 인하여 저등급 석탄의 이용 효율은 기존의 석탄 이용 플랜트들에서 이용하기에 부족하다. 따라서 저등급 석탄의 수분 함량을 낮추는 건조 공정이 요구되고 있다. 비록 다양한 건조 실험들이 진행되었으나, 고압조건에서의 건조 특성은 크게 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는 높은 수분 함량을 지닌 저등급 석탄(수분 함량: 21.5 wt%)의 급속 건조 특성을 가압 마이크로 상승관을 이용하여 고찰하였다. 압력(1-40 bar), 건조 온도($200-600^{\circ}C$), 마이크로 상승관 길이(2-6 m) 등의 운전 조건 변화에 따른 저등급 석탄의 건조 특성을 분석하였다.

• 산업식품공학
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• 제13권4호
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• pp.308-313
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• 2009

국내 벼 건조기간의 기상조건에 적합한 열펌프를 설계, 제작하여 기본 성능을 측정하고, 건조온도 20-50${^{\circ}C}$ 범위에서 벼 건조실험을 통하여 건조특성 및 소요에너지를 분석하였다. 열펌프는 건압축 냉동 사이클에서 냉동효과는 173.8 kJ/kg이었으며, 냉매순환량은 49.6 kg/hr이었다. 따라서, 성능계수는 5.5로 표준냉동사이클에서 냉매 R-22의 성능계수 4.0에 비해 높은 값을 나타내었으며, 목표 건조공기의 온도 30${^{\circ}C}$ 및 상대습도 40%에 도달하는 시간은 6분 및 7분으로 만족할 만한 수준이었다. 건조온도와 곡온과의 온도차이는 건조온도 21.9${^{\circ}C}$에서는 약 1.5${^{\circ}C}$, 건조온도 48.7${^{\circ}C}$에서는 약 8.5${^{\circ}C}$로서, 건조실에서 상승한 곡온은 템퍼링실에서 충분한 냉각이 이루어지는 것으로 판단되었다. 건조온도 21.9, 30.7 38.8 및 48.7${^{\circ}C}$에서 건조속도는 0.29, 0.61, 0.85 및 1.25%/hr로 나타나 상용건조기와 유사한 수준이었다. 건조온도 21.9${^{\circ}C}$에서 소요에너지는 325 kJ/kg, 건조온도 30.7, 38.8 및 48.7${^{\circ}C}$에서는 667, 692 및 776 kJ/kg로 나타나 외기조건에 따라 건조소요에너지의 차이가 발생했지만, 화석연료를 사용하는 상용 화력건조기의 벼 건조소요에너지 4,000-5,000 kJ/kg에 비해 평균 86% 절감되는 것으로 나타났다.