• 한국추진공학회지
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• 제26권5호
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• pp.24-34
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• 2022

초임계 영역에서 작동하는 탄화수소 연료를 사용하는 재생냉각채널의 냉각성능을 예측하기 위해서는 타당한 물성 예측이 필수이다. 본 연구는 고분자 탄화수소의 임계 압축인자에 따라 밀도와 비열을 적절하게 예측하기 위해 2-파라미터 상태방정식인 SRK(Soave-Redlich-Kwong) 및 PR(Peng-Robinson) 상태방정식과 이를 합한 3-파라미터 상태방정식인 RK-PR 상태방정식에 대한 비교 분석을 수행하였다. 대표적으로 낮은 임계압축 인자를 갖는 n-dodecane 연료와 높은 임계압축 인자를 갖는 JP-10 연료를 선정하여 두 연료의 열역학적 물성을 예측할 때 적합한 상태방정식을 제시하였다. 마지막으로 밀도와 비열의 예측 결과를 NIST REFPROP 데이터와 비교하여 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권10호
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• pp.1279-1287
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• 2004

The vaporization characteristics of a liquid heptane droplet in a supercritical nitrogen flow are numerically studied. The transient conservation equations of mass, momentum, energy, and species are expressed in an axisymmetric coordinate system. The governing equations are solved time marching method with preconditioning scheme. The modified Soave-Redlich-Kwong equation of state is employed for taking account of real gas effects such as thermodynamic non-ideality and transport anomaly. Changing the convective velocity and ambient pressure, several parametric studies are conducted. The numerical results show that the two parameters, Reynolds number and dimensionless combined parameter(${\mu}$s/${\mu}$d)(equation omitted), have influence on supercritical droplet vaporization.

• 한국분무공학회지
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• 제26권4호
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• pp.171-181
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• 2021

This study presents a prediction methodology of thermodynamic properties by using RK-PR Equation of State in a wide range of temperature and pressure conditions including both sub-critical and super-critical regions, in order to obtain thermophysical properties for hydrocarbon aviation fuels and their products resulting from endothermic reactions. The density and the constant pressure specific heat are predicted in the temperature range from 300 to 1000 K and the pressure from 0.1 to 5.0 MPa, which includes all of the liquid and gas phases and the super-critical region of three representative hydrocarbon fuels, and then compared with those data obtained from the NIST database. Results show that the averaged relative deviations of both predicted density and constant pressure specific heat are below 5% in the specified temperature and pressure conditions, and the major sources of the errors are observed near the saturation line and the critical point of each fuel.

• 분석과학
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• 제5권2호
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• pp.153-158
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• 1992

본 연구에서는 이동상 성질이 GC와 HPLC와는 전혀 다른 초임계 유체 크로마토그래피(SFC)를 사용함으로써 종래의 크로마토그래피의 방법으로는 분석하기 힘든 물질을 분석하는 방법을 개발하였다. GC로는 분리하기 힘든 긴 고리를 가진 Hydrocarbons이나 Mink Oils, Soybean oils 등이 SFC로 잘 분리될 수 있었다. 그 이유는 SFC에서는 시료가 갖고 있는 낮은 기화성이나 열에 불안정한 점 등이 이동상을 초임계 상태의 이산화탄소를 사용함으로써 극복되어질 수 있었다. 이 연구에서는 한걸음 더 나아가 극성이 강한 지방산 및 농약류를 분석하는 방법을 개발함으로써 SFC의 가장 큰 약점인 극성이 있는 시료의 처리 문제를 극복하고자 시도하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.85-93
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• 2003

주위 압력변화에 따른 공기중에 놓인 탄화수소 연료 액적의 기화에 관한 수치적 연구를 일차원 기화모델을 사용하여 수행하였다. 주위 압력은 대기압에서 임계압력이상까지 변화시켰다. 높은 압력에서 실기체 효과를 고려하기 위해 수정 Soave-Redich-Kwong상태 방정식을 사용하였으며 임계온도 근방과 초임계상태에서는 비이상기체 열역학 및 전달 물성치를 고려하였다. 계산의 타당성을 위해 계산 결과와 사토의 실험결과를 비교하였고 비교적 잘 일치하였다. 아임계 온도에서는 압력증가에 따라 액적수명은 증가하였으며 초임계온도에서는 압력증가에 따라 액적수명은 감소하였다. 고압에서는 액상에 용해되는 질소의 용해도는 무시할 수 없고 온도와 압력이 높을수록 용해도는 증가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.823-833
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• 2010

액체 로켓 및 항공용 엔진 연료로서 사용되는 케로신의 열역학적 상태량을 연구하기 위해 surrogate 모델이 조사되었다. 초임계 조건에서 실제 기체 상태 방정식(SRK 상태 방정식, PR 상태 방정식)과 NIST SUPERTRAPP(ECS 원리)을 이용하였을 경우의 밀도 분포가 기존의 실험 결과와 비교되었다. 또한 surrogate 모델의 종류에 따른 열역학적 상태량의 오차 범위에 대한 고찰이 수행되었다. 탄화 수소 계열 연료에 대해서는 PR 상태 방정식과 ECS 원리가 높은 정확도를 나타내지만 압력, 온도와 같은 작동 환경에 따라 적절한 surrogate 모델을 선별하여 선택해야 함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.303-306
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• 2008

미국은 X-43A 를 통한 스크램제트 무인기의 비행 시험을 성공적으로 마치고 미공군 주도하에 X-51A 스크램제트 기술 실증기를 개발하고 있다. X-51A는 PWR 사의 X-1 탄화수소 연료 스크램제트 엔진을 이용하여 2008년에 지상시험을 마치고 2009년에 비행시험이 계획되어 있으며, 이를 통하여 X-51A에서 확립된 기술은 향후 DARPA의 Falcon 프로그램에 의한 HTV-3X 극초음속 시험기 및 HCV 순항기 개발에 적용될 것이다. 본 논문에서는 액체 및 초임계 JP-7 연료를 이용한 엔진 구조물의 냉각 및 연소 등 X-51의 추진기관 핵심 기술에 대하여 살펴보고자 한다.

• 한국분무공학회지
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• 제27권2호
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• pp.66-76
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• 2022

This study presents a prediction methodology of transport properties using the methane-based TRAPP (m-TRAPP) method in a wide range of temperature and pressure conditions including both subcritical and supercritical regions, in order to obtain thermo-physical properties for hydrocarbon aviation fuels and their products resulting from endothermic reactions. The viscosity and thermal conductivity are predicted in the temperature range from 300 to 1000 K and the pressure from 0.1 to 5.0 MPa, which includes all of the liquid, gas, and the supercitical regions of representative hydrocarbon fuels. The predicted values are compared with those data obtained from the NIST database. It was demonstrated that the m-TRAPP method can give reasonable predictions of both viscosity and thermal conductivity in the wide range of temperature and pressure conditions studied in this paper. However, there still exists large discrepancy between the current data and established values by NIST, especially for the liquid phase. Compared to the thermal conductivity predictions, the calculated viscosities are in better agreement with the NIST database. In order to consider a wide range of conditions, it is suggested to select an appropriate method through further comparison with another improved prediction methodologies of transport properties.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제26권3호
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• pp.279-287
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• 2009

Fisher-Tropsch synthesis for the production of hydrocarbon from syngas was investigated on 20% cobalt-based catalysts (20% Co/HSA, 20% Co/Si-MMS), which were prepared by home-made supports with high surface areas such as high surface alumina (HSA) and silica mesopores molecular sieve (Si-MMS). In the gas phase reaction by syngas only, 20% Co/Si-MMS catalyst was shown in higher CO conversion and lower carbon dioxide formation than 20% Co/HSA, whereas the olefin selectivity was higher in 20% Co/HSA than in 20% Co/Si-MMS. In the effect of n-hexane added in syngas, the selectivities of $C_{5+}$ and olefin were increased by comparing the supercritical phase reaction with the gas phase reaction in addition to reduce unexpected methane and carbon dioxide.

• 한국추진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.15-21
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• 2011

석유자원의 고갈에 따라 전 세계적으로 석유대체자원인 석탄, 천연가스 및 바이오매스로부터 합성연료 및 화학물질을 제조하기 위한 피셔트롭스 반응에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 이러한 피셔트롭스 반응은 주로 스케일 업이 비교적 용이한 고정층 반응기를 사용한 기상반응이 적용되고 있으나, 촉매 기공에서의 확산제어 및 왁스의 생성에 따른 촉매의 비활성화 등의 문제점에 기인하여 최근 들어 초임계 유체를 이용한 반응이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 피셔트롭스 반응에 관한 담지 촉매 및 반응매체에 관한 좀 더 심도 있는 영향을 고찰하기 위해 다양한 담지촉매를 제조하여 피셔트롭스 반응에 관한 기상반응과 초임계 반응을 비교, 검토하였다.