• 에너지공학
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• 제12권4호
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• pp.253-258
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• 2003

냉동기 냉매 충전에는 수동용 매니폴드게이지가 이용되고 있으며 냉매 충전시에는 3가지 호스를 여러번 교체하게 되는데 이에 따라 냉매손실이 수반되고 냉매가 대기중에 방출된다. 본 연구에서는 자동 냉매 충전장치를 개발하고 장치내의 불응축 가스 및 압축기 오일에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는 것을 목적으로 한다. 자동 냉매 충전장치는 단 한번의 호스장착과 선택스위치의 조작만으로 전자밸브 및 진공펌프가 자동개폐 및 작동되어 내압시험, 진공시험, 냉매 충전작업이 가능하게 되며 진공펌프를 분리해서 보관하지 않아도 되므로 조작이 매우 간편하다. 진공펌프 흡입 및 토출측 관로에 종래와 같이 호스내의 불응축 가스 제거의 필요성을 배제하여 냉매 손실과 대기오염을 방지하고 냉매 충전시에 종래와 같이 충전호스를 여러번 교체 할 필요가 없으므로 확실한 충전이 가능케 된다. 실험결과 수동 매니폴드게이지를 사용할 때에 비해 실리카겔(SiO$_2$)및 압축기 오일중의 수분량은 1/4 이하로 줄어 오일의 수명과 진공펌프의 수명을 연장할 수 있음을 밝혀내었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권4호
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• pp.14-20
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• 2015

Without electirc power to cool down the hot reactor core, passive systems utilizing natural circulation are becoming a big specialty of recent neculear systems after the severe accident in Fukusima. When we consider the natural circulation in a pool, thermal mixing phenomena may start from single phase circulation and can continue to two phase condition. Since the CUPID code, which has been developed for two-phase flow analysis, can deal with the phase transition phenomena, the CUPID would be pertinent to natural convection problems in single- and two-phase conditions. Thus, the CUPID should be validated against single- and two-phase natural circulation phenomena. For the first step of the validation process, this study is focused on the validation of single-phase natural circulation. Moreover, the CUPID code solves the fluid properties by the relationship to pressure and temperature from the steam table considering non-condensable gas effects, so that the effects from variable properties are included. Simple square thermal cavity problems are tested for laminar and turbulent conditions against numerical and experimental data. Throughout the investigation, it is found that the variable properties can affect the flow field in laminar condition, but the effect becomes weak in turbulence condition, and the CUPID code implementing steam table is capable of analyzing single phase natural circualtion phenomena.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권9호
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• pp.1143-1156
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• 2009

The SPACE code that is based on a multi-dimensional two-fluid, three-field model is under development for licensing purposes of pressurized water reactors in Korea. Among the participating research and industrial organizations, KAERI is in charge of developing the physical models and correlation packages for the constitutive equations. This paper introduces a developed wall-to-fluid heat transfer package for the SPACE code. The wall-to-fluid heat transfer package consists of twelve heat transfer subregions. For each sub-region, the models in the existing safety analysis codes and the leading models in literature have been peer reviewed in order to determine the best models which can easily be applicable to the SPACE code. Hence a wall-to-fluid heat transfer region selection map has been developed according to the non-condensable gas quality, void fraction, degree of subcooling, and wall temperature. Furthermore, a partitioning methodology which can take into account the split heat flux to the continuous liquid, entrained droplet, and vapor fields is proposed to comply fully with the three-field formulation of the SPACE code. The developed wall-to-fluid heat transfer package has been pre-tested by varying the independent parameters within the application range of the selected correlations. The smoothness between two adjacent heat transfer regimes has also been investigated. More detailed verification work on the developed wall-to-fluid heat transfer package will be carried out when the coupling of a hydraulic solver with the constitutive equations is brought to completion.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.874-882
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• 2019

본 연구에서는, Lab-scale 기포 유동층 가스화기(직경 : 0.11 m, 높이 : 0.42 m)에서 미이용 산림 바이오매스 4종과 폐목재 1종의 가스화 특성을 살펴보았다. 실험은 온도와 연료 주입량을 각각 $800^{\circ}C$, 1 kg/h로 고정하고, ER 0.15-0.3, 가스 유속 $2.5-5U_0/U_{mf}$으로 변화시키면서 진행했다. 층 물질로는 silica sand와 olivine을 사용하였다. 생성 가스의 조성은 NDIR 분석기와 GC를 통해 분석하였으며, 분석 결과 평균적으로 $H_2$ 3~4 vol%, CO 15~16 vol%, $CH_4$ 4 vol%, $CO_2$ 18~19 vol.%으로 미이용 산림바이오매스와 폐목재 모두 비슷한 조성을 보였으며, 생성 가스의 평균 저위발열량은 $1193{\sim}1301kcal/Nm^3$을, 고위발열량은 $1262{\sim}1377kcal/Nm^3$을 나타내었다. 또한, 타르 저감 효과를 알아보고자 층 물질로 olivine을 사용 시 silica sand에 비해 생성 가스 내 C2 이상 성분이 대부분 감소하였고, $H_2$ 함량이 증가하여 타르의 cracking 반응이 생겼음을 확인하였다. 비응축성 타르는 72% ($1.24{\rightarrow}0.35g/Nm^3$), 응축성 타르는 27% ($4.4{\rightarrow}3.2g/Nm^3$) 가량 감소하는 효과를 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.200-210
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• 2015

유동층반응기에서 바이오매스 급속 열분해의 모델화를 통해 열분해로부터 발생되는 바이오오일(Bio-oil) 및 비응축 가스(Non-condensable gas) 성분의 예측과, 이를 통한 수율 향상을 목표로 한다. 본 연구의 목적은 유동층반응기 내부에 투입된 바이오매스가 급속 열분해되는 동안 발생되는 생성물의 수율 예측과 실험 및 시뮬레이션 값을 비교 및 분석하는 것이다. 급속 열분해의 시뮬레이션을 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 프로그램이 사용되었으며, 바이오매스의 급속 열분해의 시뮬레이션을 위해 바이오매스 하위 구성 성분의 상세한 열분해 반응 경로가 적용되었다. 이 열분해 반응은 세부적으로 셀룰로오스(Cellulose), 헤미셀룰로오스(Hemicellulose) 및 리그닌(Lignin)의 반응을 포함하고 있으며, 열분해로부터 발생되는 주요 가스 성분은 이산화탄소($CO_2$), 일산화탄소(CO), 메탄($CH_4$), 수소($H_2$), 에틸렌($C_2H_4$)이다. 본 모델의 예측치와 기존 문헌(Mellin et al., 2014)의 실험 및 시뮬레이션 결과를 비교하였으며, 그 결과, $CH_4$, $H_2$ 및 $C_2H_4$의 경우, 각각 3.7%p, 4.6%p 및 3.9%p로 비교적 일치하게 예측되었지만, $CO_2$ 및 CO의 경우, 각각 9.6%p 및 6.7%p로 높게 예측되었다. 이러한 차이가 발생하는 이유는 이차 열분해 반응에서의 세부 반응조건에 해당되는 각각의 인자의 부재에 기인한 것으로 판단된다. 연구 결과, 시뮬레이션을 통한 모델화 접근이 가능한 것으로 판단되며, 추후에 연구된 모델화를 통해 바이오오일 및 기타 성분들의 예측도 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.629-638
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• 2016

본 연구에서는 급속열분해 공정 중 팜 부산물(empty fruit bunch: EFB)에 존재하는 무기성분이 급속열분해 산물의 물리화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 팜 부산물에 존재하는 무기성분을 제거하기 위해 불산과 증류수를 사용하였으며, 팜 부산물의 회분 함량은 무기성분 제거 전 6.2 wt%에서 2.4 wt% (불산 처리: HF-EFB), 3.5 wt% (증류수 처리: DI-EFB)로 각각 감소하였다. 무기성분 정량 결과 팜 부산물에 다량 존재하고 있던 칼륨이 두 용매 모두에서 가장 높은 제거효율을 나타냈다(불산: 80.3%, 증류수: 78.3%). 무기성분이 제거된 팜 부산물은 유동형 급속열분해 장치를 이용하여(온도조건 $500^{\circ}C$, 체류시간 1.3초) 바이오오일, 바이오탄, 비응축성 가스로 변환시켰다. 바이오오일의 수율은 불산 처리 후 57.3 wt%, 증류수 처리 후 51.3 wt%로 각각 나타났다. 팜 부산물 내 무기성분 함량이 낮을수록 바이오탄의 수율은 감소하였고, 비응축성 가스의 수율은 증가하는 경향을 나타냈다. 바이오오일의 물리화학적 특성 분석결과에 의하면 수분 함량은 무기성분 제거 전 26.9%에서 불산 처리 후 9.9%로 감소한 반면 점도는 16.1 cSt에서 334 cSt로 증가하였다.