• 제목/요약/키워드: Modeling and Design

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이산화탄소 분리를 위한 순환식 중공사 막흡수기에 관한 모델링 연구 (Modeling Study on a Circulatory Hollow-Fiber Membrane Absorber for $CO_{2}$ Separation)

  • Chun, Myung-Suk;Lee, Kew-Ho
    • 멤브레인
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    • 제5권1호
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    • pp.35-43
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    • 1995
  • 이산화탄소를 포함하는 기체혼합물의 분리를 위해 액체막을 기반으로 하여 관련된 많은 연구가 시도되어 왔다. 폐가스로부터 이산화탄소를 분리하기 위해 본 연구에서는, 흡수제(absorbent)가 흡수(absoption)모듈과 전공조작식 탈착(desorption)모듈간을 계속 순환하는, 보다 개선된 형식의 순환식 중공사 막흡수기(circulatory HFMA)를 새로이 구성하고 분리성능에 관한 기초적인 해석을 하였다. 기-액 물질전달 모델식에 수치해를 적용하여 중공사 막 내부에서의 액상에 대한 농도분포를 정량적으로 예측하였고, 순환하는 흡수제의 유속에 따른 투과플럭스와 선택도의 변화거동을 살펴보았다. $CO_{2}/N_{2}$ 원료혼합기체와 흡수제로서 반응이 없는 순수(pure water)에 대해 계산을 수행하였다. 결과로 흡수제의 유량이 증가함에 따라 투과플럭스는 증가하는 반면에 종전 방식에 비해 졸은 값을 나타낸 선택도의 경우는 점차 감소하였다. 한편 투과플럭스는 진공조작변수인 탈착모듈에서의 기상압력($p_{4}$)에 크게 좌우됨을 보았다. 기존의 평판형 막모듈과의 비교로부터 예상했던 바와 같이 본 연구에서의 중공사 막모듈이 우수한 투과율을 나타냄을 확인할 수 있었다. Circulatory HFMA의 실제 설계를 위한 기초해석이 본 연구가 갖는 의의이다.

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소형 PCHE 에 대한 거시적 고온 구조 해석 모델링 (I) (Macroscopic High-Temperature Structural Analysis Model for a Small-Scale PCHE Prototype (I))

  • 송기남;이형연;김찬수;홍성덕;박홍윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권11호
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    • pp.1499-1506
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    • 2011
  • 초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 이용하여 수소를 경제적이며 또한 대량으로 생산하려는 원자력수소생산시스템에서 중간열교환기는 원자로에서 생산된 초고온 열을 수소생산 공장으로 전달하는 핵심 기기중의 하나이다. 한국원자력연구원에서는 초고온가스로에 사용될 핵심 기기에 대한 성능시험을 위해 소형가스루프를 구축하였고 중간열교환기의 유력한 형태로 고려되고 있는 인쇄기판형 열교환기의 소형 시제품을 제작하였다. 본 연구는 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품을 소형가스루프에서 시험하기 전에 루프 시험조건하에서 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품의 고온 구조건전성을 미리 평가하기 위한 작업의 일환으로 수행한 결과, 즉 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 구조 해석 결과 등을 정리한 것이다. 해석 결과는 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품 성능시험결과외 비교하고 향후 제작될 중형 시제품 설계/제작에 반영할 것이다.

가압 경수로의 냉각재 계통 열팽창 거동에 관한 연구 (A Study On The Thermal Movement Of The Reactor Coolant System For PWR)

  • Yoon, Ki-Seok;Park, Taek sang;Kim, Tae-Wan;Jeon, Jang-Hwan
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제27권3호
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    • pp.393-402
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    • 1995
  • 원자로냉각재계통의 설계를 위한 구조해석 분야에는 원자로의 정상운전 과정에서 발생하는 유체의 온도와 압력의 변화에 의해 냉각재계통에 발생하는 정적하중해석, 지진과 가상적인 분지관 파단사고에 의해 냉각재계통에 발생하는 동적하중해석분야로 구분할 수 있다. 원자로냉가재계통의 구조해석은 원자력발전소의 안전성 화보 측면을 중시하여 해석시 충분한 여유도를 고려한 보수적인 해석 방법을 원용한다. 지진이나 가상적인 분지관 파단사고에 의한 냉각재계통의 구조해석은 사고시 냉각재계통의 안전성을 유지하는 방어적인 개념으로서 기기의 건전성을 확보하기 위하여 충분한 보수성과 안전여유가 해석시 고려된다 정상운전에 의해 냉각재계통에 발생하는 하중은 원자력 발전소의 상존하는 하중의 개념으로서 냉각재계통의 기본 설계 하중으로 인식된다. 특히 고온 고압의 유체로 인하여 발생하는 냉각재 계통의 열팽창 현상은, 정상운전 하중으로 인하여 나타나는 전형적인 거동으로서, 냉각재계통 구조해석 결과읜 중요한 지표로서 인식된다. 따라서 냉각재계통의 열팽창 현상을 정확히 예측하는 것은 원자로 냉각재계통 구조해석의 가장 중요한 목표중의 하나이다. 본 연구에서는 정상운전 하중에 의한 원자로 냉가재계통의 열팽창 거동을 해석하기 위한 냉각재계통의 모델링 방법과 해석 방법을 제시하였다. 해석 결과의 타당성을 검토하기 위하여 최근 건설 완료 단계에 돌입한 표준형 1000 MWe 급 가압경수로(Pn)의 고온기능시험 (Hot Function Test)과정에서 실측한 자료를 근거로 하여 원자로냉각재계통의 열팽창 거동 해석의 타당성을 입증코자 하였다.

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FRBR LRM을 이용한 고전자료 서지정보의 조직에 관한 연구 (Organizing Bibliographic Information of Korean Classic Materials Using FRBR Library Reference Model)

  • 윤소영;박지영;이혜원
    • 한국문헌정보학회지
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    • 제51권2호
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    • pp.49-71
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    • 2017
  • IFLA에서는 2016년 초에 기존의 FR Family에 속한 개별 모형인 FRBR, FRAD, FRSAD의 통합 모형인 FRBR 도서관 참조모형을 발표하였다. 20여년에 걸쳐 발표된 FR Family 모형 간의 일관성을 확보하기 위해 모든 모형을 아우를 수 있는 상위 모형을 제시한 것이다. 이와 같은 통합 모형은 FRBR 모형의 제1집단을 중심으로 논의되어 온 국내의 FRBR 관련 논의를 확장하고, FR 개별 모형을 포괄적으로 국내 문헌에 적용할 수 있는 계기가 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 FRBR LRM 초안을 분석하고, 고전자료의 서지정보를 대상으로 이 모형을 시범 적용하였다. 고전자료는 하나의 저작에 풍부한 관련 저작과 표현형, 구현형을 지니고 있고, 저작 간의 관계도 다양하게 표현할 수 있어 FRBR 모형 적용에 적합하다. 또한 FRBR LRM에서 제시하고 있는 집합저작과 개별저작의 관계나 대표 표현형의 사례를 분석하는 데에도 유용하다. 이에 본 연구에서는 FRBR LRM을 기반으로 한 고전자료 조직의 방향성을 제시하기 위해 $prot{\acute{e}}g{\acute{e}}$을 사용하여 고전자료 온톨로지 모형을 설계하였다. 이를 통해 앞으로의 서지 데이터 관리 환경에서 FRBR LRM의 국내 문헌 적용 가능성을 확인하였다.

특수 구조물의 낙뢰 위험도와 검증 방안에 관한 연구 (A Study on the Risk of Lightning in Special Structures and its Verification Method)

  • 유정현;김희식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.664-668
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    • 2018
  • 특수구조물 중에서 특히 높은 독립적 구조물은 낙뢰에 의한 뇌격을 받을 가능성이 높다. 특수 구조물은 대체적으로 국가 산업시설물에 속하므로 낙뢰로 인한 피해는 사회적 경제적 손실이 막대하다. 이러한 낙뢰 피해 방지를 위해 낙뢰 보호시설을 설치하였으나 2015년도에 서해 대교의 지지케이블에 낙뢰로 인한 화재가 발생하여 많은 경제적 손실을 초래하였다. 이에 낙뢰 보호 시스템의 설계는 구조물에 낙뢰 위험을 분석 한 후 보호 조치를 수립해야한다. 뇌격에 대한 위험도 평가에 대한 국제적 규격은 국제전기기술위원회(IEC) 규격이 전 세계적인 규격의 근간을 이루고 있으며, 특히 해외 국가규격이나 기준은 IEC 기준으로 낙뢰 위험도 평가를 실시하여 낙뢰 보호대책시 적용하고 있다. 국내에서도 KS C IEC 62305 규격을 적용하여 위험성평가와 피뢰보강을 위한 기초자료로 활용하고, 낙뢰 보호 시스템을 설계한다. KSC IEC 측정방법으로 국내 특수교 리스크 평가에 대한 결과로는 물리적 손상 및 전자계시스템 위험 특수교는 평가대상 전체 교량 77개 교량 중 7개 교량에서 허용위험도가 높은 것으로 보고되었다. 본 논문에서는 높고 독립적 구조물의 위치에 따라 낙뢰 수에 대한 실제 정보 수집 시스템을 운영하는 모델링 시스템을 제안하기 위해 실제적인 낙뢰 정보를 분석하고 기상 관측소에서 제공 한 낙뢰수와 높은 구조물에 직접 도달하는 위험한 낙뢰 수를 비교하여 검증하는 방법을 검토하였으며, 지상에 직접적으로 도달한 낙뢰수에 따른 낙뢰위험도 산출시 확률적 보정률을 모니터링하여 적용함으로써 실효적인 낙뢰위험도 평가를 할 수 있도록 제안하고자 한다.

구조물의 동적 고유특성을 이용한 새로운 집중질량모델 개발 (Development of a New Lumped-Mass Stick Model using the Eigen-Properties of Structures)

  • 노화성;윤지만;이후석;이종세
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.19-26
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    • 2012
  • 구조물의 내진설계 또는 내진성능평가를 위해서는 구조물의 축소모형을 이용한 실험적 분석이나 유한요소모델을 기반으로 한 수치적 방법이 고려된다. 수치적 방법을 위해서는 정교한 모델링이 요구될 경우 3차원 유한요소해석을 실시하나 민감도 분석이나 지진 취약도 분석과 같은 방대한 지진데이터를 이용한 평가에서는 집중질량모델이 선호된다. 하지만 기존의 집중질량모델은 일반적으로 구조물의 기하학적 형상을 고려하여 집중질량을 산출하는 방식인데, 이 경우 제공되는 고유치는 실구조물의 고유치와 일치하지 않는다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하고 실구조물과 유사한 동적 거동을 발현하는 새로운 형식의 주파수 순응형 집중질량모델을 제안하였다. 제안된 모델은 실구조물의 고유치와 고유 벡터, 모드 형상 등을 고려하여 생성하며, 모델의 성능을 검증하기 위해 비균일 단면을 갖는 기둥에 대해 동적해석을 수행하였다. 또한 감쇠비에 따른 동적성능을 분석하기 위해 1%에서 5%까지의 Rayleigh Damping 적용하여 그 결과를 유한요소모델 결과와 비교하였다.

설비공학 분야의 최근 연구 동향 : 2016년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research : A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2016)

  • 이대영;김사량;김현정;김동선;박준석;임병찬
    • 설비공학논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.327-340
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    • 2017
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2016. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of flow, heat and mass transfer, the reduction of pollutant exhaust gas, cooling and heating, the renewable energy system and the flow around buildings. CFD schemes were used more for all research areas. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results of the long-term performance variation of the plate-type enthalpy exchange element made of paper, design optimization of an extruded-type cooling structure for reducing the weight of LED street lights, and hot plate welding of thermoplastic elastomer packing. In the area of pool boiling and condensing, the heat transfer characteristics of a finned-tube heat exchanger in a PCM (phase change material) thermal energy storage system, influence of flow boiling heat transfer on fouling phenomenon in nanofluids, and PCM at the simultaneous charging and discharging condition were studied. In the area of industrial heat exchangers, one-dimensional flow network model and porous-media model, and R245fa in a plate-shell heat exchanger were studied. (3) Various studies were published in the categories of refrigeration cycle, alternative refrigeration/energy system, system control. In the refrigeration cycle category, subjects include mobile cold storage heat exchanger, compressor reliability, indirect refrigeration system with $CO_2$ as secondary fluid, heat pump for fuel-cell vehicle, heat recovery from hybrid drier and heat exchangers with two-port and flat tubes. In the alternative refrigeration/energy system category, subjects include membrane module for dehumidification refrigeration, desiccant-assisted low-temperature drying, regenerative evaporative cooler and ejector-assisted multi-stage evaporation. In the system control category, subjects include multi-refrigeration system control, emergency cooling of data center and variable-speed compressor control. (4) In building mechanical system research fields, fifteenth studies were reported for achieving effective design of the mechanical systems, and also for maximizing the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included energy performance, HVAC system, ventilation, renewable energies, etc. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which could be help for improving the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment was mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment were related to the analyses of indoor thermal environments controlled by portable cooler, the effects of outdoor wind pressure in airflow at high-rise buildings, window air tightness related to the filling piece shapes, stack effect in core type's office building and the development of a movable drawer-type light shelf with adjustable depth of the reflector. The subjects of building energy were worked on the energy consumption analysis in office building, the prediction of exit air temperature of horizontal geothermal heat exchanger, LS-SVM based modeling of hot water supply load for district heating system, the energy saving effect of ERV system using night purge control method and the effect of strengthened insulation level to the building heating and cooling load.

COATED PARTICLE FUEL FOR HIGH TEMPERATURE GAS COOLED REACTORS

  • Verfondern, Karl;Nabielek, Heinz;Kendall, James M.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제39권5호
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    • pp.603-616
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    • 2007
  • Roy Huddle, having invented the coated particle in Harwell 1957, stated in the early 1970s that we know now everything about particles and coatings and should be going over to deal with other problems. This was on the occasion of the Dragon fuel performance information meeting London 1973: How wrong a genius be! It took until 1978 that really good particles were made in Germany, then during the Japanese HTTR production in the 1990s and finally the Chinese 2000-2001 campaign for HTR-10. Here, we present a review of history and present status. Today, good fuel is measured by different standards from the seventies: where $9*10^{-4}$ initial free heavy metal fraction was typical for early AVR carbide fuel and $3*10^{-4}$ initial free heavy metal fraction was acceptable for oxide fuel in THTR, we insist on values more than an order of magnitude below this value today. Half a percent of particle failure at the end-of-irradiation, another ancient standard, is not even acceptable today, even for the most severe accidents. While legislation and licensing has not changed, one of the reasons we insist on these improvements is the preference for passive systems rather than active controls of earlier times. After renewed HTGR interest, we are reporting about the start of new or reactivated coated particle work in several parts of the world, considering the aspects of designs/ traditional and new materials, manufacturing technologies/ quality control quality assurance, irradiation and accident performance, modeling and performance predictions, and fuel cycle aspects and spent fuel treatment. In very general terms, the coated particle should be strong, reliable, retentive, and affordable. These properties have to be quantified and will be eventually optimized for a specific application system. Results obtained so far indicate that the same particle can be used for steam cycle applications with $700-750^{\circ}C$ helium coolant gas exit, for gas turbine applications at $850-900^{\circ}C$ and for process heat/hydrogen generation applications with $950^{\circ}C$ outlet temperatures. There is a clear set of standards for modem high quality fuel in terms of low levels of heavy metal contamination, manufacture-induced particle defects during fuel body and fuel element making, irradiation/accident induced particle failures and limits on fission product release from intact particles. While gas-cooled reactor design is still open-ended with blocks for the prismatic and spherical fuel elements for the pebble-bed design, there is near worldwide agreement on high quality fuel: a $500{\mu}m$ diameter $UO_2$ kernel of 10% enrichment is surrounded by a $100{\mu}m$ thick sacrificial buffer layer to be followed by a dense inner pyrocarbon layer, a high quality silicon carbide layer of $35{\mu}m$ thickness and theoretical density and another outer pyrocarbon layer. Good performance has been demonstrated both under operational and under accident conditions, i.e. to 10% FIMA and maximum $1600^{\circ}C$ afterwards. And it is the wide-ranging demonstration experience that makes this particle superior. Recommendations are made for further work: 1. Generation of data for presently manufactured materials, e.g. SiC strength and strength distribution, PyC creep and shrinkage and many more material data sets. 2. Renewed start of irradiation and accident testing of modem coated particle fuel. 3. Analysis of existing and newly created data with a view to demonstrate satisfactory performance at burnups beyond 10% FIMA and complete fission product retention even in accidents that go beyond $1600^{\circ}C$ for a short period of time. This work should proceed at both national and international level.

사용자환경의 메타포가 스마트폰 애플리케이션 사용의도에 미치는 영향 (The Effects of Metaphors in the Interface of Smartphone Applications on Users' Intention to Use)

  • 정원진;홍석기
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제24권3호
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    • pp.255-279
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    • 2014
  • It is not too much to say that smartphones have become an essential part of our lives due to their versatility. Nevertheless, they still have less overall capabilities than their desktop counterparts. Specifically, they have small screens and low resolutions, which make their applications difficult to have a usable interface. To account for these limitations, the interface of smartphone applications should be designed carefully and properly. Good interface design to any application is critical. However, a comprehensive information systems (IS) literature review found that there has been little research on the user interface design of smartphone applications. More specifically, there has been little empirical evidence and understanding about how metaphors, an imaginative way of describing objects and concepts, in the user interface of smartphone applications affect users' intention to use the applications. Thereby, the research goals of this study are to examine 1) the effects of the metaphors in the user interface of smartphone applications on the interaction between users and applications and 2) the effects of mediating variables including the interaction between users and applications, users' beliefs and attitudes, on users' intention to use the applications. A survey was conducted to collect data. University students and practitioners participated in the survey. A 24-item questionnaire was developed on a 5-point Likert-type scale. The measurement items were mostly adapted from the previous studies in the IS literature and modified to fit the context of this study. First, a principal component factor analysis was performed to explore the inter-relationships among a set of variables. The analysis showed that most of the items loaded quite strongly on the six components. The analysis also revealed the six components with eigenvalues exceeding 1, explaining a total of 70.7 per cent of the variance. The reliabilities of the items were also checked. Most Cronbach alpha values were above 0.8, so the scales were considered reliable. In sum, the results of the analysis support the decision to retain the six factors for further investigation. Next, the structural model was analyzed with AMOS structural equation modeling. The values of GFI, AGFI, NFI, TLI, CFI, and RMSEA were checked. The values showed that the research model considerably have a good fit in general. Next, the convergent and discriminant validities of all constructs were examined. The values for the standardized regression weights and critical ration (CR) indicated sufficient convergent validity for all constructs. In addition, the square root of the average variance extracted (AVE) of each construct was compared with its correlations with all other constructs. The results supported discriminant validity for all constructs. In sum, the results of analysis demonstrated adequate convergent and discriminant validities for all constructs. Finally, path coefficients between the variables were examined. Methphor was found to have an impact on interaction (${\beta}$ = .457, p = .000). There were also significant effects of the interaction on perceived usefulness (${\beta}$ = .273, p = .000) and ease of use (${\beta}$ = .405, p = .000). User attitude was significantly influenced by these two beliefs, perceived usefulness (${\beta}$ = .386, p = .000) and ease of use (${\beta}$ = .347, p = .000) respectively. Further, the results of analysis found that users' intention to use smartphone applications was significantly influenced by user attitude (${\beta}$ = .567, p = .000). Based upon the analyses, all hypotheses were supported. This study found that the metaphors used in the interface of smartphone applications affect not only the interaction between users and applications, but also users' intention to use the applications through the mediating variables, perceived usefulness and ease of use. These findings imply that if the metaphors used in the user interface of application are easy enough to understand for smartphone users, then the application can be perceived useful and easy to use, which in turn make users to have an intention to use the application. In conclusion, this study contributed not only to validate and extend Technology Acceptance Model (TAM) partially, but also to develop the construct of metaphor in smartphone settings. However, since a single empirical study cannot be enough to validate the findings, some limitations should be considered.

전산유체역학을 이용한 Fischer-Tropsch 마이크로채널 반응기의 채널 구조 영향 분석 (Computational Fluid Dynamics Study of Channel Geometric Effect for Fischer-Tropsch Microchannel Reactor)

  • 나종걸;정익환;;박성호;박찬샘;한종훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권6호
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    • pp.826-833
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    • 2014
  • 해양 중소규모 가스전의 경제성에 대한 화두가 던져진 이후 전통 석유의 가격변동과 세계적인 환경규약 등에 맞물려 석유화학관련 산업계에서는 이를 효과적으로 대처하고 천연가스를 활용할 수 있는 공정을 개발하고자 하였다. 이에 Fischer-Tropsch 반응을 기반으로 하는 해상 GTL 공정(offshore gas-to-liquid process)이 제안되었고 부유시스템 platform으로 공정을 적용시키고자 마이크로채널 반응기가 떠오르고 있다. 본 논문에서는 단일 마이크로채널 반응기를 Fischer-Tropsch 반응을 기반으로 하여 Matlab과 ASPEN Hysys를 연동하여 모사하고 이로 얻어진 반응열을 도입해 상용 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 소프트웨어인 ANSYS fluent로 멀티 마이크로채널 반응기 모델을 제작하였다. 그리고 4가지의 설계변수인 냉각채널 넓이, 높이, 냉각채널과 반응채널의 간격, 냉각채널 간의 간격을 설정하고 이들의 변화에 따른 열유동을 3가지의 변수인 열유속, 냉각 및 반응채널의 최대온도의 변화를 시각화하여 그 경향성을 확인하였다. 경향성 분석 결과, 냉각채널의 넓이와 높이는 짧을수록 총 열유속이 높아졌으며 최대온도 역시 높아졌으나 냉각채널과 반응채널의 간격은 열유동에 거의 영향을 미치지 못하였다. 냉각채널 간의 간격은 짧을수록 총 열유속이 높아졌으며 최대온도는 낮아졌다. 따라서 적절한 냉각채널의 넓이와 높이를 제안하고 짧은 간격의 냉각채널 구조를 도입하여 반응채널의 열량을 충분히 제거할 수 있는 반응기설계에 대한 휴리스틱을 제안할 수 있었다. 이처럼 멀티채널 반응기의 모델을 설계하고 이로부터 적절한 변수를 선택해 그 경향성을 확인할 수 있는 방법을 통해 설계 단계에서부터 적절한 반응기 구조에 대한 제안을 하는데 도움을 줄 것이다.