• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.8-13
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• 2017

본 연구는 $CO_2$를 다량 발생시키는 시멘트의 사용량을 줄이기 위한 일련의 연구로서, 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 다량 치환하고 기존 알칼리 자극제를 대체하여 전기분해한 알칼리 수용액을 사용한 하이볼륨 시멘트 경화체의 개발을 위한 기초적인 연구를 수행하였다. 즉, 일반적인 시멘트를 사용한 시험체와 고로슬래그 미분말 40%, 60%에 일반적인 물과 전기분해 알칼리 수용액을 사용한 시험체에 대하여 압축강도, XRD 및 SEM을 측정하였다. 그 결과, 고로슬래그 미분말을 사용하는 경화체에 있어서 알칼리 수용액을 사용할 시 강도가 증가하고 입자 표면에 수화물이 다량 생성되는 결과를 얻었다. 특히, 고로슬래그 미분말을 40% 치환하고 알칼리 수용액을 사용한 경우, 일반적인 시멘트 경화체 보다 높은 압축강도를 발현하였다. 그러나 본 연구는 재령 10일에 한정하여 실시한 연구로서, 고로슬래그 및 전기분해 알칼리 수용액을 사용한 시험체에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3370-3375
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• 2014

MILD(Moderate and Intense Low Oxygen Dilution) 연소는 열효율 향상과 유해배출가스 저감의 상반된 관계를 해결하기 위한 하나의 각광받는 기술이다. 연소가스의 재순환을 이용하여 고온 연소시에 질소산화물을 낮게 유지함과 동시에 연소로 내부온도를 균일화함으로써 열효율을 향상시킬 수 있는 기술이다. 본 연구는 실험실 규모의 노에서 원추형 MILD 연소기의 연소특성을 나타내고 있다. 연구의 조건은 공기의 유량은 일정하게 하면서 가스 연료 유량을 변화시켜 당량비를 변화시켰다. 이 결과 노 내에서 MILD 연소영역이 잘 구현되었고, 당량비 0.69~0.83의 범위에 걸쳐서 노(爐)내에서의 온도와 배출가스의 농도가 각각 예측되었다. 이 당량비 구간에서 최고화염온도 영역과 주 반응영역에서의 온도차가 약 $300^{\circ}C$의 안정적인 화염 영역의 존재를 확인하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권6_2호
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• pp.1135-1144
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• 2023

In this paper, bending strength and permeability tests were conducted on concrete permeable blocks manufactured by recycling industrial by-products of oyster shell and blast furnace slag to measure and compare bending strength and permeability coefficient, and present experimental research results. To this end, a total of 54 specimens with a size of 200x200x60mm for surface layer and base layer were manufactured, and bending strength and permeability test were carried ourt accoridng to KS F 4419. Eighteen types of mixing designs were implemented by varying the mixing and replacement rates of oyster shells and blast furnace slag. As a result of the experiment, the higher the mixing ratio of oyster shell, the lower the bending strength and the permeability coefficient. Thereafter, a total of three permeable blocks with dimensions of 200x200x60mm were manufactured and subjected to bending strength and permeability tests according to KS F 4419. As a result of the test, the bending strength satisfies the standard of KS F 4419, and the permeability coefficient is 12 times higher than the standard of KS F 4419. It seems that the proper mixing of oyster shells and blast furnace slag increases the amount of air, and further research on durability and economic feasibility of materials used to manufacture permeable blocks is required.

• 산업경영시스템학회지
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• 제29권2호
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• pp.43-50
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• 2006

본 연구에서는 철강 제조 공정에서 발생하는 생산 계획 문제를 설명하고 해결 방법을 제시한다. 철강 제품 중에서도 판재류(냉연, 아연도, 석도, 칼라 제품)를 생산하는 공정으로 연구 범위를 제한하고 적용하는 부분은 철강 공정의 스케줄링 분야를 배제한 생산 계획 분야만을 대상으로 한다. 특히, 철강 제조 공정의 생산 계획 문제들 중에서 가장 중요하게 고려되는 원료 충당 문제, 용량 할당 문제, Batched Annealing Furnace(BAF) 설비 운영 문제를 중심으로 설명하고, 이 문제점들을 해결하기 위한 방안을 제시한다. 또한, 제시된 방법을 특정의 툴에 적용하여 생산 계획 시스템을 구축하고 효과를 설명한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제38권4호
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• pp.306-311
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• 2013

Purpose: With the ever-rising energy prices, thermal energy heavily consuming facilities of the agricultural sector such as commercialized greenhouses and large-scale Rice Processing Complexes (RPCs) need to cut down their energy cost if they must run profitable businesses continually. One possible way to reduce their energy cost is to utilize combustible agricultural by-products or low-price oil instead of light oil as the fuel for their boiler systems. This study aims to analyze the heavy oil combustion characteristics of a newly developed hot water boiler system that can use both rice husk and heavy oil as its fuel convertibly. Methods: Heavy oil combustion experiments were conducted in this study employing four fuel feed rates (7.6, 8.5, 9.5, 11.4 $l/h$) at a combustion furnace vacuum pressure of 500 Pa and with four combustion furnace vacuum pressures (375, 500, 625, 750 Pa) at fuel feed rates of 9.5 and 11.4 $l/h$. Temperatures at five locations inside the combustion furnace and 20 additional locations throughout the whole hot water boiler system were measured to ascertain the combustion characteristics of the heavy oil. From the temperature measurement data, the thermal efficiency of the system was calculated. Flue gas smoke density and concentrations of air-polluting components in the flue gas were also measured by a gas analyzer. Results: As the fuel feed rate or combustion furnace vacuum pressure increased, the average temperature in the combustion furnace decreased but the thermal efficiency of the system showed no distinctive change. On the other hand, the thermal efficiency of the system was inversely proportionally to the vacuum level in the furnace. For all experimental conditions, the thermal efficiency remained in the range of 80.1-89.6%. The CO concentration in the flue gas was negligibly low. The NO and $SO_2$ concentration as well as the smoke density met the legal requirements. Conclusions: Considering the combustion temperature characteristics, thermal efficiency, and flue gas composition, the optimal combustion condition of the system seemed to be either the fuel feed rate of 9.5 $l/h$ with a combustion furnace vacuum pressure of 375 Pa or a fuel feed rate of 11.4 $l/h$ with a furnace vacuum pressure between 500 Pa and 625 Pa.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.460-468
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• 2021

본 연구는 multi fan 방식의 "공랭식 연소설비"의 공정관리상의 문제점을 single F.D. fan 으로 대체하여 개선시키기 위해 CFD 진행하였고, 연소로 내 유동조건 변화를 분석하여 문제점을 확인하였다. 이를 개선하기 위해 연소공기 주입구조를 변경하였고, 구조 변화에 따른 연소효율 개선을 수치해석으로 평가하였다. 또한 실제 연소설비에 수치해석결과를 반영하여 구조개선을 한 후 개선 전·후의 연소효율을 실험적으로 측정하였다. 먼저 기존 Single F.D fan 이 적용된 연소설비에 대한 수치해석을 통해, 2개의 유로로 공급되는 연소공기가 각 유로의 마찰력 차이와 압력의 변화로 인해 연소로 내에서 공급비율이 불규칙하게 되어 선회방식의 연소조건을 위한 축 형태의 난류형성이 어려움을 확인하였다. 이를 개선하기 위해서 연소로에 주입하는 공기 공급 방식을 두 가지로 나누어 수치해석을 하였다. 첫 번째 방식은 연소공기를 외벽에서 180 ~ 360° 회전 후 예열된 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였고, 두 번째는 연소로 내에는 선회할 수 있는 베인(vane) 구조를 적용하여 연소로 밖에서 1차 열교환 후 연소로 내부에 접선방향으로 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였다. 그 결과, single F.D. fan을 가진 공랭식 연소로에 선회방식으로 공기를 주입할 경우, 연소로 외벽의 냉각과 연소로 내부의 완전혼합 유지를 위해 이중 냉각벽을 가지는 덕트 구조를 적용하는 것이 연소조건을 최적화하는데 바람직한 것으로 나타났으며, 실제 운영중인 설비에 적용하여 개선 전·후의 연소효율을 비교한 결과 연소효율이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.69-78
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• 2013

PURPOSES : In this study blast furnace slag, an industrial byproduct, was used with an activating chemicals, $Ca(OH)_2$ and $Na_2SiO_3$ for carbon capture and sequestration as well as strength development. METHODS : This paper presents the optimized mixing design of Carbon-Capturing and Sequestering Activated Blast-Furnace Slag Mortar. Design of experiments in order to the optimized mixing design was applied and commercial program (MINITAB) was used. Statistical analysis was used to Box-Behnken (B-B) method in response surface analysis. RESULTS : The influencing factors of experimental are water ratio, Chemical admixture ratio and Curing temperature. In the results of response surface analysis, to obtain goal performance, the optimized mixing design for Carbon-Capturing and Sequestering Activated Blast-Furnace Slag Mortar were water ratio 40%, Chemical admixture ratio 58.78% and Curing temperature of $60^{\circ}C$. CONCLUSIONS : Compared with previous studies of this experiment is to some extent the optimal combination is expected to be reliable.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.82-88
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• 2015

가열용 공업로는 설치 후에는 기본적인 로의 크기 및 열용량의 수정이 어려우므로 설계, 제작 설치 전 정확한 기본사양의 산출을 위한 통합적 설계 프로그램의 개발이 필요하다. 설계를 위한 프로그램을 개발하기에 앞서, 본 연구에서는 만족할 수 있는 연속식 가열로의 효율을 결정하기 위하여 로의 기본 사양에 의한 각 부의 손실열량을 계산하는 산술적 모듈을 제작하여 산소용 공업로에 적용하였다. 이를 통해 로의 설계 조건인 사용 연료 종류, 연소방식, 배기가스 재순환 유무에 따라 생산량이 110Ton/hour인 공업로의 효율 변화를 확인하였다. 순 산소 연소 조건에서는 공기 연소 조건보다 효율이 15% 이상 높아진 것을 확인하였다. COG(Coke Oven Gas)를 사용하였을 시, 천연가스를 연료로 할 때보다 상대적으로 효율이 상대적으로 높아졌다. 공기 연소에서는 예열 공기를 사용하였을 시 냉 공기보다 효율이 33% 정도 증가하였으나, 순 산소 조건에서는 배기가스 양이 감소하여 효율이 7% 상승하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제18권2E호
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• pp.125-132
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• 2006

Waste glass has been increasingly used in industrial applications. One shortcoming in the utilization of waste glass for concrete production is that it can cause the concrete to be weakened and cracked due to its expansion by alkali-silica reaction(ASR). This study analyzed the ASR expansion and strength properties of concrete in terms of waste glass color(amber and emerald-green), and industrial by-products(ground granulated blast-furnace slag, fly ash). Specifically, the role of industrial by-products content in reducing the ASR expansion caused by waste glass was analyzed in detail. In addition, the feasibility of using ground glass for its pozzolanic property was also analyzed. The research result revealed that the pessimum size for waste glass was $2.5{\sim}1.2mm$ regardless of the color of waste glass. Moreover, it was found that the smaller the waste glass is than the size of $2.5{\sim}1.2mm$, the less expansion of ASR was. Additionally, the use of waste glass in combination with industrial by-products had an effect of reducing the expansion and strength loss caused by ASR between the alkali in the cement paste and the silica in the waste glass. Finally, ground glass less than 0.075 mm was deemed to be applicable as a pozzolanic material.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.553-561
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• 2017

본 연구에서는 산업용 가열 설비에 대한 연소 유동장과 복합 열전달 해석을 위하여 오픈소스 기반의 3차원 해석 시스템을 구축하고 실제 운전 중인 재가열로에 대한 해석을 통해 유용성을 확인하였다. 효율적인 가열로 전용 해석 체계를 위하여 오픈소스 OpenFOAM 라이브러리를 적용함으로써 다양한 해석 기능들을 추가로 개발할 수 있는 확장성과 상용 프로그램 도입에 비하여 경제성 측면에서도 장점들을 가지고 있다. 개발된 프로그램을 활용하여 실제 연속 아연 도금 강판 생산 공정 내의 수평형 소둔로에 대한 해석을 수행하였다. 해석 결과로부터 대상 가열 설비의 가열 성능은 고온 연소 기체에 의한 대류 보다는 복사 열전달 효과가 지배적이며, 이송되는 강판 표면으로 유입되는 복사 열전달량은 총 열전달량의 76% 수준으로 분석되었다. 현 가열로 전용 해석 시스템은 핵심적인 가열 설비 해석 기능을 포함하고 있지만, 다양한 연소 조건에 적용 가능한 난류 연소 모델과 가열로 벽면 열경계에 대한 추가적인 연구가 필요함을 확인하였다.