• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권12호
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• pp.2836-2846
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• 2020

During severe nuclear power plant (NPP) accidents, a H₂/CO mixture can be generated in the reactor pressure vessel by core degradation and in the containment as well by molten corium-concrete interaction. In spite of its importance, a state-of-the-art methodology predicting H₂/CO combustion risk relies predominantly on empirical correlations. It is therefore necessary to develop a proper methodology for flammability evaluation of H₂/CO mixtures at ex-vessel phases characterized by three factors: CO concentration, high temperature, and diluents. The developed methodology adopted Le Chatelier's law and a calculated non-adiabatic flame temperature model. The methodology allows the consideration of the individual effect of the heat transfer characteristics of hydrogen and carbon monoxide on low flammability limit prediction. The accuracy of the developed model was verified using experimental data relevant to ex-vessel phase conditions. With the developed model, the prediction accuracy was improved substantially such that the maximum relative prediction error was approximately 25% while the existing methodology showed a 76% error. The developed methodology is expected to be applicable for flammability evaluation in chemical as well as NPP industries.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제27권3호
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• pp.428-435
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• 2024

The important factors in the design of the gun propellant are impetus, flame temperature and pressure. In this paper, we considered a nitrocellulose based propellant composition that replaced sensitive NG(Nitroglycerin) with RDX(Cyclotrimethylenetrinitramine) and DEGDN(Diethylene glycol dinitrate) which high energy and low sensitivity. Particle size and content of RDX are the two main factors that affect the burning stability of RDX-based propellants. Among them, the characteristics of the propellant according to the particle size of RDX were confirmed. The relative combustion rate(R.Q., Relative Quickness) of the propellant changed according to the RDX particle size, and internal ballistics of properties of propellant were also varied. The particle size of RDX can be confirmed as a major factor in the combustion and internal ballistics characteristics of the propellant.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.103-110
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• 2008

The most failure mode of PEM fuel cell is gas crossover caused by pinhole formation in MEAs. The degradation phenomena of MEA with pinholes were evaluated in various accelerated operation condition, such as OCV, low humidity and high partial pressure of oxygen. The performances of MEA with pinholes were almost same before and after normal 144 hours operation($70^{\circ}C$, $640mA/cm^2$, 65%RH $H_2/air$). The results of accelerated operation showed that OCV and low humidity condition more deteriorated MEA than gas crossover owing to pinholes. When oxygen was used as cathode gas, the pinholes of MEA were enlarged due to heat of combustion reaction on Pt catalyst of electrodes. This combustion reaction occurred at pinholes near gas inlet and resulted in local MEA failure.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.155-160
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• 2001

The low NOx characteristics have been investigated to develop the combustor for micro turbine. The lean premixed combustion technology was applied to reduce the NOx emission. The test was conducted at the condition of high temperature and ambient pressure. The combustion air which has the temperature of $450\sim650K$ were supplied to the combustor through the air preheater. The temperature and emissions of NOx and CO were measured at the exit of combustor, The exit temperature and NOx were increased and CO was decreased with increasing inlet air temperature. The premixing chamber can be operated very lean condition of equivalence ratio around 0.35. The NOx was decreased with decreasing the equivalence ratio. The CO was decreased with decreasing the equivalence ratio, but the CO was increased with decreasing the equivalence ratio below 0.4. But, at the very lean condition of equivalence ratio below 0.35 both NOx and CO were increased because of the flame unstability. The NOx was decreased and CO was increased with increasing inlet air flowrate. This results can be used to determine the size of combustor. Consequently the performance of combustor shows the possibility of the application to the gas turbine system.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권8호
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• pp.675-685
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• 2016

액체로켓엔진의 향후 연구 분야를 제안하였다. 가스발생기 사이클 엔진은 고압화를 통한 다운사이징, 가격경쟁력 확보가 중요 이슈가 될 것이다. 다단연소 사이클 엔진 분야에서는 초고압 터보펌프 개발과 내산화성 소재 개발이 필요할 것으로 기대된다. 로켓엔진 시스템 해석기술 분야에서는 해석 시간절감을 위한 통합화 경향이 예상된다. 이외에도 비용절감을 위한 재사용이 가능한 부스터급 메탄엔진, 3D 프린터를 활용한 제작, 내열/내산화성 소재 개발 등이 주요 연구 주제가 될 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권1호
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• pp.62-68
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• 2009

하이브리드 로켓 연소에서 발생하는 산화제 난류 유동과 연료의 기화로 인한 분출유동 사이의 상호 간섭은 매우 복잡하고 특별한 유동 간섭을 일으킨다. 이를 연구하기 위하여 연소반응을 제외하고, 산화제의 난류 유동과 연료 벽면에서의 분출 유동을 모사한 채널 유동에 대한 LES 해석을 수행하였다. 고체추진 로켓의 연소 과정에서 관찰되는 현상과 매우 흡사하게 벽면 근처에서 특정주파수로 진동하는 유동 현상이 존재한다는 것을 확인하였고, 산화제와 분출 유동의 간섭에 기인한 유동의 진동현상은 벽면 근처의 매우 얇은 영역에서만 존재하였다. 큰 길이 스케일의 유동현상을 보여주는 압력 섭동장으로부터 채널 내 주유동이 특정 주파수 특성을 갖고 하류로 진행해 가는데, 이는 산화제 유동이 분출유동과 상호작용을 하면서 발생된 전단유동의 특성을 나타낸 것이다. 그러나 하이브리드 로켓 연소실 유동의 진동 특성은 고체 추진 로켓에서 관찰되는 유동 특성과는 달리, 진동의 강도가 벽면에서 온도 구배를 변화시켜 열전달의 향상을 발생시키기에는 충분하지 못한 것으로 보인다. 그러나 벽면 근처에서 특정 주파수 특성을 갖는 유동현상이 존재한다는 사실은 비슷한 크기의 주파수를 갖는 음향 가진과 같은 외부교란이 작용한다면 공진으로 발전할 수 있는 가능성을 의미한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.168-172
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• 2008

추진제 유량 변화와 분사기 배열에 따른 특성속도를 연구하기 위해 축소형 연소기를 이용하여 연소시험을 수행하였다. 그 결과 유사한 압력과 혼합비 조건에서 효과적인 비 단위 면적당 유량 범위가 존재함을 알 수 있었고 최외곽 분사기로부터 막 냉각이 적용된 연소실 벽면까지의 거리 증가는 연소실 내 저 혼합비 영역을 증가시키고 특성속도를 저감시키는 기능을 하는 것으로 해석결과 나타났다. 즉, 이 2가지 설계요소는 주어진 연소압력에서 액체로켓엔진 연소기의 성능을 향상시킬 수 있는 중요한 인자임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.137-143
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• 2011

본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤엔진에 바이오디젤 혼합 디젤연료를 적용하였을 경우 엔진의 연소특성과 배출물 저감효과를 실험적으로 구한 것이다. 실험 연료는 바이오디젤 20%와 디젤연료 80%(체적분율)를 혼합한 BD20과 저유황디젤연료(ULSD)를 사용하였으며, 연료분사압과 엔진회전수를 변수로하여 실험을 수행하였다. 실험결과 B20과 ULSD 모두 연료분사압력이 증가함에 따라 NOx 배출농도는 증가하고, Soot 배출량은 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 BD20의 경우 ULSD와 비교하여 NOx 배출농도는 다소 증가하였으나, Soot 배출량은 현저하게 감소하였다. 또한, 회전속도가 1000rpm에서 2000rpm으로 증가함에 따라 NOx 배출농도는 감소하고, Soot 배출량은 낮은 분사압력에서 현저히 증가하는 경향을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권11호
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• pp.2981-2994
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• 1995

In order to elucidate the effects of positive pressure gradient on flame properties, structure and stabilization, an experimental study is made on turbulent diffusion flame stabilized by a circular cylinder in a divergent duct flow. A commercial grade gaseous propane is injected from two slits on the rod as fuel. In this paper, stabilization, characteristics and flame structure are examined by varying the divergent angle of duct. Temperature, ion current and Schlieren photographs were measured. It is found that critical divergent angle is expected to be about 8 ~ 12 degree through blow-off velocity pattern to divergent angle and the positive pressure gradient influences the flame temperature, intensity of ion current and eddy structure behind the rod. With the increase of divergent angle, typical temperature of recirculation zone is low but intensity of ion current is high in shear layer behind rod. Energy distributions of fluctuating temperature and ion current signals turn up low frequency corresponding to large scale eddies but high frequency corresponding to small scale eddies as well as low with the increase of divergent angle. Therefore the flame structure becomes a typical distributed-reacting flame.

• 공업화학
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• 제9권6호
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• pp.878-883
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• 1998

Pd-ZSM-5 촉매 상에서 메탄의 연소반응을 수행하였다. 담체는 저온상압법으로 합성한 ZSM-5를 이용하였다. 담체인 ZSM-5의 $SiO_2/Al_2O_3$ 몰비 변화에 따른 메탄의 전환율 변화를 조사해 보았다. 그리고 합성한 Pd-ZSM-5 촉매의 메탄 전환율을 상업화된 Pd-ZSM-5(PQ Co.) 및 $PdO/{\gamma}-Al_2O_3$와 비교하여 보았다. $SiO_2/Al_2O_3$ 몰비 변화에 따른 메탄의 연소반응실험 결과 $SiO_2/Al_2O_3$ 몰비가 작을수록 높은 메탄의 전환율을 보였으며, Pd을 정량화시켜 메탄의 연소속도를 비교한 결과, 역시 $SiO_2/Al_2O_3$ 몰비가 작을수록 빠르게 나타났다. 합성한 Pd-ZSM-5가 상업화된 Pd-ZSM-5(PQ Co.)보다 우수한 메탄 전환율을 나타냈다. 촉매 특성 분석 결과들로부터 메탄의 연소반응에서 촉매에 흡착하는 산소의 결합세기가 반응속도에 매우 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.