• Title/Summary/Keyword: Low Temperature Heat Source

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바이오디젤 혼합물의 함량변화에 따른 열적 특성에 대한 실험적인 연구 (Experimental Study on the Thermal Characteristics According to the Content Change of Biodiesel Mixture)

  • 김주석;고재선
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.532-544
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    • 2023
  • 연구목적: 신규로 사용되는 바이오연료를 기존 연료와 혼합하여 사용하는 경우 발생하는 위험성과 물성 변화를 열분석 방법(DSC, TGA)을 사용하여 화학 화재의 원인물질의 위험성을 확인하고, 평가할 방법과 그에 따른 물질의 위험성 관련 데이터를 확보함으로써 화재 원인 감식과 감정에 활용하기 위함이다. 연구방법: 본 실험에 사용된 연구 방법으로는 시차주사열량계(DSC : Differential Scanning Calorimeter)에 의하여 피크의 위치, 모양, 개수, 피크의 면적으로부터 열량 변화의 정량적인 정보를 통하여 열유속 차이(Difference in heat flux)를 측정하였고, 열중량분석(TGA : Analyzer)을 시행함으로써 특정한 온도에서 분해열 등에 의해 발생한 무게 변화를 연속적으로 측정하였다. 연구결과: 먼저 열 유속의 그래프에서 물질의 끓는점과 물질이 가지고 있는 고유 특성치 또는 분해에 필요한 에너지를 확인할 수 있다. 둘째 바이오디젤의 함량이 증가할수록 많은 피크를 확인 할 수 있었다. 셋째 비점이 낮은 물질들이 함유하고 있다는 것을 분석 결과로 확인할 수 있었다. 결론: 현재 새로운 에너지원으로 사용되고 있는 바이오디젤의 위험성을 다양한 물리·화학적 분석기법(DSC+TGA)을 통하여 사용함으로써 물질의 물적 위험성을 평가할 수 있음을 보여주었다. 아울러 본 연구의 시험방법별 차이의 비교와 실험에 대한 노하우를 축적하고 활용한다면 향후 위험물의 물성 연구와 물질 위험성 평가 연구에 있어 도움이 되리라 기대한다.

휘발성 유기화합물(VOCs) 제거를 위한 저온금속촉매 실용화에 관한 연구 (Practical Usage of Low-Temperature Metal Catalyst for the Destruction of Volatile Organic Compounds (VOCs))

  • 정성철;이승환
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.397-405
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    • 2012
  • 본 연구는 휴대폰을 비롯한 전자제품 세척공정과 악취유발물질 등에서 배출되는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 경제적이고 안전하게 제거하는 기술에 대한 성능평가를 위해 수행되었다. 대부분의 산업공정에서는 VOCs 제거를 위해 활성탄 흡착탑을 가장 많이 사용하고 있으나 제거효율이 낮아 악취배출시설의 허용기준을 만족할 수 없고, 고농도 유기용제 유입 시 화재위험이 있다. 지금까지 연구되어진 금속산화물 촉매는 VOCs 제거효율이 최소 $220^{\circ}C$ 근방에서 50% 이하였다. 본 연구에서는 이 보다 훨씬 낮은 온도인 $100^{\circ}C$ 이하에서 촉매산화가 시작되었고, 약 $160^{\circ}C$ 근방에서 VOCs가 95% 제거됨을 확인할 수 있었다. 적정처리가 가능한 범위는 공간속도가 $6,000hr^{-1}$ 이하일 때 최적의 제거효율을 나타내며, VOCs 유입농도가 200 ppm에서 4,000 ppm 사이, 촉매제어 온도가 $150{\sim}200^{\circ}C$에서 90~99%로 높은 제거효율을 보였고, VOCs 유입농도가 1,000 ppm 이상일 경우에는 자체반응열로 인해 외부열원이 필요 없었다. 본 저온촉매를 적용할 경우 LNG 와 LPG를 연료원으로 사용하는 RTO/RCO방식 대비 설치비는 50%, 연료비는 75% 감소되어 경제성이 높고 온실가스 발생량도 줄일 수 있었다. 그리고 황화합물과 산성가스에 대해서는 피독이 있는 것으로 확인되었다.

단독주택용 태양열/지열 융복합시스템의 태양열 급탕성능 평가 (An Evaluation of the Solar Thermal Performance of the Solar/Geo Thermal Hybrid Hot Water System for a Detached House)

  • 백남춘;한승현;이왕제;신우철
    • 설비공학논문집
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    • 제27권11호
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    • pp.581-586
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    • 2015
  • In this study, an analysis was performed on the performance of the solar water heating system with geo-thermal heat pump for a detached house. This system has a flat plate solar collector ($8\;m^2$) and a 3 RT heat pump. The heat pump acts as an auxiliary heater of the solar water heating system. These systems were installed at four individual houses with the same area of $100\;m^2$. The monitoring results for one year are as follows. (1) The average daily operating time of the solar system appeared to be 313 minutes in spring (intermediate season), and 135 minutes and 76 minutes in winter and summer respectively. The reason for the short operating time in summer is the high storage temperature due to low water heating load. The high storage temperature is caused by a decrease in collecting efficiency as well as by overheating. (2) The geothermal heat pump as an auxiliary heater mainly operates on days of poor insolation during the winter season. (3) Despite controlling for total house area, hot water consumption varies greatly according to the number of people in the family, hot water usage habits, etc. (4) The yearly solar fraction was 69.8 to 91.5 percent, which exceeds the maximum value of 80% as recommended by ASHRAE. So the solar collector area of $8\;m^2$ appeared to be somewhat greater for the house with an area of $100\;m^2$. (5) The observed annual efficiency of solar systems was relatively low at 13.5 to 23.6%, which was analyzed to be due to the decrease in thermal efficiency and the overheating caused by a high solar fraction.

저전력형 LED 보안등의 PWM형 구동제어 특성 개선 (Improvement of PWM Driving Control Characteristics for Low Power LED Security Light)

  • 박형준;김낙철;김인수
    • 전기전자학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.368-374
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    • 2017
  • 본 연구에서는 220[V] 상용전원을 대체한 태양전지 모듈을 응용하고 등 기구는 할로겐 등이나 나트륨 등을 대체한 LED 조명을 이용한 저전력형 LED 보안등을 개발하였다. 또한 LED 구동제어기의 발열문제와 구동전류를 최소화할 수 있는 PWM형 구동제어회로를 설계하였다. 개발된 시스템에서, 광 효율에 대한 측정값은 93.6 [lm/W] 이고, LED 램프의 발열 제어를 위하여 제어기 내부에 고 정밀 온도센서(TC1047A)를 사용하였다. LED 조명등에서 발생하는 고열을 제거하기 위하여 금속 삽입형 방열 장치를 통하여 대기 속으로 신속하게 다중분산 시키도록 설계하였다. LED 조명등의 발열제어 온도 범위는 $50{\sim}55[^{\circ}C]$였다. LED 보안등의 광속 및 점등 속도는 0.5[sec] 이고 LED 램프의 빔 확산 각도는 높이 6[m]를 기준으로 하는 배광곡선에 의해 약 $110[^{\circ}]$의 빔 각도를 얻었다.

소용량 교류 MHD발전기에 대한 실험적 연구 (Experiment on Small A.C. MHD Power Generator)

  • 전춘생
    • 전기의세계
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    • 제25권5호
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    • pp.79-87
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    • 1976
  • This paper is to investigate the A.C generation of MHD engine, converting directly the kinetic energy of conductive gas in high temperature to electric power by the effect of magnetic field. It is known that there are at least two kinds of method in A.C MHD power generation; one, by sending stationary plasma flow in an alternating or rotating magnetic field and the other, by transmission of pulse type plasma flow in uniform and constant magnetic field, former method is adopted here. In order to raise the total efficiency of close cycle in combination with nuclear power and MHD genertaion, an argon plasma jet is utilized as heat source, which is not mixed with the seed material, and the design data are obtained for A.C MHD generation in small capacity, but induced voltage and power output have the maximum values, 15 voltages and 7.5W respectively due to plasma flow with low conductivity and weak magnetic field.

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EXPERIMENTAL STUDY ON HOMOGENEOUS CHARGE COMPRESSION IGNITION ENGINE OPERATION WITH EXHAUST GAS RECIRCULATION

  • Choi, G.H.;Han, S.B.;Dibble, R.W.
    • International Journal of Automotive Technology
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    • 제5권3호
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    • pp.195-200
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    • 2004
  • This paper is concerned with the Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) engine as a new concept in engines and a power source for future automotive applications. Essentially a combination of spark ignition and compression ignition engines, the HCCI engine exhibits low NOx and Particulate Matter (PM) emissions as well as high efficiency under part load. The objective of this research is to determine the effects of Exhaust Gas Recirculation (EGR) rate on the combustion processes of HCCI. For this purpose, a 4-cylinder, compression ignition engine was converted into a HCCI engine, and a heating device was installed to raise the temperature of the intake air and also to make it more consistent. In addition, a pressure sensor was inserted into each of the cylinders to investigate the differences in characteristics among the cylinders.

다공성실리콘 위의 탄화규소 박막의 증착 및 발광특성 (Deposition and Photoluminescence Characteristics of Silicon Carbide Thin Films on Porous Silicon)

  • 전희준;최두진;장수경;심은덕
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.486-492
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    • 1998
  • Silicon carbide (SiC) thin films were deposited on the porous silicon substrates by chemical vapour de-position(CVD) using MTS as a source material. The deposited films were ${\beta}$-SiC with poor crystallity con-firmed by XRD measurement. It was considered that the films showed the mixed characteistics of cry-stalline and amorphous SiC where amorphous SiC where amorphous SiC played a role of buffer layer in interface between as-dep films and Si substrate. The buffer layer reduced lattice mismatch to some extent the generally occurs when SiC films are deposited on Si. The low temperature (10K) PL (phtoluminescence) studies showed two broad bands with peaks at 600 and 720 for the films deposited at 1100$^{\circ}C$ The maximum PL peak of the crystalline SiC was observed at 600 nm and the amrophous SiC of 720 nm was also confirmed. PL peak due the amorphous SiC was smaller than that of the crystalline SiC, PL of porous Si might be disapperared due to densification during heat treatment.

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구획화재 시 국부복사열에 노출된 유리면의 수막접촉에 따른 급냉파열특성 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Interaction of Water Sprayed Curtain on Hot Surface of a Window Glass and its Effects on Glass Surface Temperature in Room Fires)

  • 박형주;지남용
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.124-130
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    • 2003
  • 본 연구는 방화구획에 적용 가능한 수막형성유리벽에의 직근에 화원이 위치하는 경우 국부복사열에 의해 수막형성전 유리면이 가열된 상태에서 상부 수막분사노즐에서 분사되는 수막이 접촉함에 따른 급냉파열현상을 규명하기 위한 연구이다. 유리면 직근에서 국부복사열을 주는 실화재실험을 실시하여 분석하면 보통유리는 유리면 포면온도(가열측)가 $100^{\circ}C$를 넘는 경우에 수막을 접촉시킬 경우 파열이 발생하며, 강화유리는 유리 가열면 온도가 $250^{\circ}C$이상일 때 수막형성에 의한 급냉 파열이 발생함을 알 수 있었다. 향후 강화유리에 수막을 도포시키는 현재 방화구획에 사용되고 있는 유리의 대다수가 강화유리인 것을 감안하면 수막의 도포이전에 강화유리면의 온도가 $300^{\circ}C$이내에서는 수막을 유리면에 급속히 접촉시켜도 유리면의 급냉 파열이 일어나지 않음을 발견하였다. 따라서 일정한 공간구획 내에서 화재발생시 유리면의 직근에 화원이 위치하여 국부적으로 복사열을 가할 경우에도 화원상부 천정면에 설치된 감지시스템에 의해 한계온도이전에 수막형성시스템을 작동시켜 급냉파열현상을 발생시키지 않는다면 수막형성유리벽을 실제 방화구획의 경계벽으로 사용하는데 있어서 예측가능한 장애요인을 제거하는 데 비약적인 공헌을 한 것에 그 의미를 둔다.

연료전지 모델링 및 부스트 컨버터 출력 특성 (Fuel Cell Modeling with Output Characteristics of Boost Converter)

  • 박봉희;최주엽;최익;이상철;이동하
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.91-97
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    • 2014
  • This paper proposes a modeling of fuel cell which replaces dc source during simulation. Fuel cells are electrochemical devices that convert chemical energy in fuels into electrical energy. This system has high efficiency and heat, no environmental chemical pollutions and noise. Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) are commonly used as a residential generator. These fuel cells have different electrical characteristics such as a low voltage and high current compared with solar cells. And there are different behaviors in the V-I curve in the temperature and pressure. Therefore, the modeling of fuel cell should consider wide voltage range and slow current response and the resulting electrical model is applied to boost converter with fuel cell as an input source.

듀얼 소스 증착장치를 이용한 Ni-C 박막의 특성에 관한 연구 (A Study on the Characterization of Ni-C Thin Films Utilizing a Dual-Source Deposition System)

  • 한창석;전창환;한승오
    • 열처리공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.235-243
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    • 2008
  • Ni-C composite films were prepared using a combination of microwave plasma CVD and ion beam sputtering deposition working in a codeposition way. The structure of these films was characterized by energy-dispersive X-ray diffraction (EDXRD), transmission electron microscopy (TEM) and Raman spectroscopy. It was found that a nickel carbide phase, $Ni_3C$ (hcp), formed as very fine crystallites over a wide temperature range when Ni-C films were deposited at low $CH_4$ flow rates. The thermal stability of this nonequilibrium carbide $Ni_3C$ was also studied. As a result, the $Ni_3C$ carbide was found to decompose into nickel and graphite at around $400^{\circ}C$. With high $CH_4$ flow rates (> 0.2 sccm), the structure of the Ni-C films became amorphous. The formation behavior of the carbide and amorphous Ni-C phases are discussed in relation to the electrical resistivity of the films.