• 한국표면공학회지
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• 제34권6호
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• pp.575-584
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• 2001

Erosion due to abrasive particles contained in gas streams from boilers has been emerged as a significant problem in the coal fired power plants. Particle erosion accounted for approximately 50% of boiler failures and especially flyash erosion was responsible for 20~30% of emergency boiler shutdowns. Particularly, because of the high ash loading and high velocity, most erosion occurs in the boiler tubes and economiser tube bank where the direction of the gas stream changes to $180^{\circ}$ .In this study, a high temperature particle erosion tester was used to evaluate erosion rate in a simulated environment. The erosion parameters such as erosion temperature, particle impact angle, particle velocity and various particle size were changed. Flyash is the combustion product of the pulverized coal, where size is ranging from 1 to $200\mu\textrm{m}$. Flyash composed of mainly SiO$_2$, $A1_2$$_O3$, and $Fe_2$$O_3$has dense spherical particles and irregular particles containing numerous pores and cavities. From the erosion tests at various conditions, the maximum erosion was experienced at impact angles of $30^{\circ}$ to $60^{\circ}$ In addition, erosion rate increased in proportional to velocity and temperature. And from the observation of the eroded surfaces, it was also concluded that 304 stainless steel was mainly eroded by extrusion-forging at high impact angle ($90^{\circ}$) and by microcutting mechanism at low impact angles ($30^{\circ}$ and $45^{\circ}$).

• 한국정밀공학회지
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• 제13권12호
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• pp.22-29
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• 1996

In this paper the nodes of the multilayer hidden layers have been modified for modeling the nonlinear systems. The structure of nodes in the hidden layers is built with the feedforward, the cross talk and the recurrent connections. The feedforward links are mapping the nonlinear function and the cross talks and the recurent links memorize the dynamics of the system. The cross talks are connected between the modes in the same hidden layers and the recurrent connection has self feedback, and these two connections receive one time delayed input signals. The simplified steam boiler and the analytic multi input multi output nonlinear system which contains process noise have been modeled using this neural networks.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권11호
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• pp.3695-3705
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• 1996

We designed the hot wind tunnel to reproduce the conditions of utility boiler and carried out its performance test, in order to investigate the particulate two-phase flow behaviour, the fouling and heat transfer characteristics to the heat exchanger. The hot wind tunnel introduces the control system to control the temperature in the test section. The particle is injected into the hot gas stream. The fouling probe (cylindrical tube) is positioned normal to the particulate gas-particle two-phase flow and cooled by the air. The temperature of gas and cooling air, and temperature in the fouling probe are measured as a function of time, giving the local and averaged heat transfer and fouling factor. The shape of particulate deposition adhered to the fouling probe is also observed.

• 한국기계가공학회지
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• 제13권4호
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• pp.36-43
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• 2014

Recently, research has been conducted to develop the ORC (organic Rankine cycle), to recover waste heat from facilities such as industrial plants ultimately to create mechanical or electrical energy. The ORC system consists of a heat exchange, a condenser, a pump and a boiler. In this paper, 84 flow analyses were conducted with 21 cases and three variables, i.e., a number of large wings, a number of small wings, and RPMs. R245fa was used as a refrigerant. The flow cavitation phenomenon was investigated through a flow analysis, and a flow stream analysis was conducted.

• 태양에너지
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• 제10권3호
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• pp.13-18
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• 1990

표면 온도가 균일하지 않은 원통을 균속도 유동장에 가로 놓았을 경우, 표면에서의 열전달 특성은 표면이 등온이거나 일정한 heat flux가 주어졌을 때와는 판이하게 다르다. 본 연구에서는 공기의 균속도 유동장내에서 두가지 경우(step형 및 선형변화)의 비등은 경제조건이 원통면을 따라 원주방향으로 주어졌을 때 표면에서의 열전달 특성을 고찰하였다. Step형 변화는 원통형 태양로의 표면에서 관찰될 수 있다. Solar One(Califomia주의 Barstow시에 있는 태양로)의 경우, 작동유체(물)는 표면을 따라 원주방향과 수직으로 설치된 튜브를 따라 흐르면서 액체상태로부터 고온고압의 증기로 변한다. 이 과정에서 태양로 표면의 receiver panel은 그 위치에 따라, preheater, boiler, 그리고 superheater의 역할을 수행하며 표면의 온도도 균일하지 않은 분포를 나타낸다. 이와 같은 경우 표면의 평균 온도를 가지고 대류에 의한 열 손실을 계산하면 큰 오류를 범할 가능성이 있다.

• 전기학회논문지
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• 제65권6호
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• pp.1001-1006
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• 2016

As consumption of energy is increasing rapidly, energy saving is emphasized in nowadays. Thermal power plant occupies a large proportion in various type of power plant. Major causes of decreased power generation efficiency on thermal power stations is deposition of fly ash. Soot Blower is a facility to remove the ash which is deposited outside of tube by steam blowing on boiler. Residual stream which caused by lance tube in soot blower cannot be discharged steam effectively in lance tube causes reducing the thickness of lance tube. On the contrary, increasing discharge ratio of steam, lance tube cannot sustain proper pressure to remove ash on tube. This study suggests increasing discharge ratio of steam with proper pressure to remove ash on tube by optimization on shape of lance tube nozzle. To optimize shape of nozzle, discharge ratio and maximum blowing pressure on nozzle is selected as object functions. Diameter of nozzle, distance between nozzles, angle of nozzle and gap between nozzle is selected as design parameters. Then the design of experiment (DOE) with an orthogonal array is performed to analyze the effect of design parameters. And grey relational analysis and analysis of mean (ANOM) is performed to optimize shape of lance tube.

• 멤브레인
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• 제17권3호
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• pp.197-209
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• 2007

본 연구는 LNG를 연료로 사용하는 화력발전소 보일러에서 배출되는 1,000 $Nm^3/day$의 연소 배가스에 포함된 $8{\sim}10%$의 $CO_2$를 대상으로 순도 99%, 회수율 90%로 회수할 수 있는 실증규모의 다단계 막분리 공정에 관한 운전 결과이다. 이를 위해 본 연구팀에서는 가소화 안정성이 우수한 폴리이서설폰 중공사막을 개발하고 $CO_2/N_2$의 분리특성을 연구한바 있으며[1], 소형 모듈을 이용하여 압력 및 $CO_2$의 조성 변화에 따른 투과 특성을 실험과 향류 방식의 전산 모사를 통하여 확인하여 막분리에 의한 $CO_2$의 회수 가능성을 확인한 바 있다[2-4]. 이러한 선행 연구결과를 바탕으로 pilot 규모의 다단계 막분리 plant를 설계하여 제작, 설치, 운전하였으며 그 운전 결과를 다단계 공정의 수치 모사 결과와 비교하였다. 전체 공정은 크게 배출되는 배가스 내의 수분을 전단에서 제거하기 위한 제습 공정과 후단에 재순환이 가능한 4단계 막분리 공정으로 구성되어 있다. 4단 분리막 공정에서 배출되는 최종 $CO_2$의 농도는 운전 조건에 따라 $95{\sim}99%$의 $CO_2$가 $0.15{\sim}0.2$ ton/day의 회수율 $70{\sim}95%$회수규모로 얻어졌다. 얻어진 실험 결과는 수치 모사 결과와 비교하였을 때 매우 잘 일치 하는 것을 알 수 있었으며 운전 중 전체 공정은 안정적으로 작동하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 다단계 막분리 공정을 통한 배가스에서 $CO_2$를 성공적으로 분리할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제23권6호
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• pp.544-550
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• 2010

담홍색 열매체유를 포도주로 오인하고 음용하여 사망한 변사사건에서 열매체유 중 39%의 에틸렌글리콜을 확인하였다. 열매체유는 물을 열전달 매체로 사용하였을 경우 고온에서 발생되는 고압 수증기에 의한 문제를 피하기 위하여 사용되는 열전달 매체로 주로 광유계 또는 에틸렌글리콜을 사용하는 것으로 알려져 있다. 부검을 통한 혈액 및 기타 조직 등의 변사자 생체시료에서 중수소로 치환된 에틸렌글리콜을 내부표준물질로 하여 아세토니트릴로 추출, 정제 및 질소 기류하에서 농축한 다음 1% TMCS가 함유된 BSTFA로 유도체화하여 에틸렌글리콜과 그 대사체인 글리콜산을 GC/MS에 의하여 동시 분석하였다. 약 0.2 g의 생체시료에 대하여 0.5 M의 HCl 용액 $50\;{\mu}L$를 이용한 산성조건에서 추출하였으며 무수 황산나트륨을 단계적으로 처리하여 수분제거를 하였고 혈액에서 $2,755\;{\mu}g/mL$의 에틸렌글리콜과 $174\;{\mu}g/mL$의 글리콜산 및 기타 시료에서 $860\;{\mu}g/g\sim1,290\;{\mu}g/g$의 에틸렌글리콜과 $93\;{\mu}g/g\sim134\;{\mu}g/g$의 글리콜산을 검출하였다. 특히 신장 조직에서 이와 관련된 대사체인 옥살산염으로 추정되는 결정이 관찰되었다.

• 멤브레인
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• 제15권4호
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• pp.310-319
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• 2005

본 연구는 LNG를 연료로 하는 화력발전소의 보일러를 대상으로 여기에서 배출되는 $8\~15\%$ 내외의 이산화탄소 배가스 1,000 $Nm^3$/일로부터 이산화탄소를 회수율 $90\%$, 농도 $99\%$로 회수하기 위한 다단 막분리 공정을 설계 및 제작하기 위한 선행연구결과이다. 본 연구실에서 이산화탄소에 대한 가소화안정성 및 이산화탄소/질소의 분리특성이 탁월한 폴리이서술폰(PES)소재를 대상으로 비대칭구조의 중공사형 분리막 및 모듈이 개발되었다[1].. 개발된 중공사막을 대상으로 모듈의 투과현상을 전산모사 하였으며 이를 이용하여 막분리 공정의 최종 회수조건에 적합하게 하기 위해 재순환공정이 가능한 4단 막분리 공정을 전산모사 하였다. 설계된 다단계 막분리 공정의 타당성을 입증하기 위해 개발된 중공사막모듈을 대상으로 설계된 운전 압력(공급측의 압력 및 투과측의 압력)과 공급 농도의 변화에 따른 막분리 공정의 투과량 및 농도를 조사하였다. 얻어진 결과를 공정모사를 통하여 계산된 결과를 비교한 결과 운전조건에 따른 유량, 순도, 막 면적 등에서 이론치와 실험치가 매우 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권2호
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• pp.115-123
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• 2013

도시폐기물 소각로는 일반적으로 전처리 설비가 필요 없고 대용량에 적합한 스토커타입의 소각로를 많이 사용하고 있다. 그러나 음식물 쓰레기의 직매립 금지 등에 따라 반입폐기물의 가연분이 증가하고 수분함량이 감소되어 폐기물의 발열량이 소각로 설치 초기에 비해 매우 증가하고 있는 실정이다. 이에 소각로 열부하의 증가에 따라 소각량 감소와 가동률 저하 등 소각로 운영에 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 D시의 소각로를 대상으로 하여 소각량과 함습공기 양등 중요 변수에 따른 NO 모델을 포함한 난류반응 유동에 대한 일련의 전산해석을 수행하여 기초 자료를 축적하고 그것을 바탕으로 최근 도시 폐기물의 고 발열량화에 따른 문제점 및 해결방안에 대한 연구를 수행하였다. 이에 따라 운전조건 등을 최적화하여 기존의 운전시설의 활용을 극대화 하고자 하였다. 폐기물의 소각량을 저감하지 않고 고발열량화의 문제를 해결할 수 있는 실질적인 방법으로 연소용 공기에 수분의 양을 10%와 20%로 증가시키며 가습공기를 주입하는 방안을 검토하였다. 그 결과 연소공기의 비열증가와 상변화 등에 의하여 최대 화염온도의 감소가 발생하여 전반적인 소각로 내부의 온도가 낮아지는 것으로 나타났으며 그에 따라 NOx 발생량이 실질적으로 감소되는 것으로 나타났다. 특히 가습공기 20%주입시 기존에 설치되어 있는 SNCR 설비의 환원제 주입구 위치가 대부분 SNCR 반응에 적합한 온도 영역으로 나타나서 현재 고발열량 문제로 전혀 가동하지 못하고 있는 SNCR 설비의 재가동을 고려해 볼 수 있을 것으로 판단된다.