• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.55-60
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• 2015

Recent engine development has focused mainly on the improvement of engine efficiency and output emissions. The improvements in efficiency are being made by friction reduction, combustion improvement and thermodynamic cycle modification. Computer simulation has been developed to predict the performance of a spark ignition engine. The effects of various cylinder pressure, heat release, flame temperature, unburned gas temperature, flame properties, laminar burning velocity, turbulence burning velocity, etc. were simulated. The simulation and analysis show several meaningful results. The objective of the present study is to develop a combustion model for a spark ignition engine running with isooctane as a fuel and predicting its behavior.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권3호
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• pp.267-272
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• 2012

에너지 생성에 따른 탄소배출문제로 국제 에너지 기구는 세계 주요국의 에너지 효율을 15~30[%]이상 향상시키도록 권고하고 있으며, 국내 에너지 정책 동향도 에너지 절감 및 탄소 배출에 대해 정부에서 인센티브 및 페널티 프로그램을 제고하는 방향으로 가고 있다. 각국의 산업 현장에서 유체 이송용 펌프가 전기에너지의 20[%]를 소비하고 있는 실정으로, 주요 에너지 낭비 요인으로는 장시간 운전에 따른 효율 저하, 부적절한 설계 및 설비 등이 있다. 이러한 낭비를 줄이기 위해 펌프의 효율을 측정하여 펌프의 운전 상태를 진단하고자, 본 논문에서는 열역학적 방법으로 온도와 압력센서만을 활용하여 펌프의 최고 효율점을 측정할 수 있는 방법을 제시하고 실제 펌프의 효율을 계산하여 펌프제조사에서 제공한 성능곡선과 비교한 결과 유사한 성능곡선을 얻어 그 유효성을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권2호
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• pp.265-275
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• 1993

증기폭발이 발생하면 파괴적인 동력에너지가 방출될 가능성이 있으므로. 이 현상은 원자력 발전소 안전성 연구 분야에서 중요한 현상으로 지목되어 왔다. 따라서 증기폭발이 미치는 영향을 분석하기 위해서는 폭발시 수반되는 열에너지가 동력에너지로 전환되는 비율을 정확히 해석할 수 있어야 한다. 그러나, 정확한 해석 방법의 개발이 이루어지지 않은 현 상황에서는 순수히 이론에 근거한 열역학적 해석 방법 등을 이용할 수 있으며 이러만 접근 방식은 그 결과가 보수적이라는데 그 의미가 있다. 본 논문에서는 현재까지 알려진 열역학적 해석 방법들을 정리하였고. 이론적으로 모순된 부분을 수정하여 비교하였다. 지금까지 알려진 바와는 달리. Hicks-Menzies 모델과 Board-Hall 모델은 에너지 전환율에서 동일한 결과를 나타냄을 보였다. 또한 증기폭발에서 냉각수 포기 기공율의 영향을 계산, 검토하였으며, 금속의 발열반응의 영향을 분석할 수 있는 열역학적 모델을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권3호
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• pp.139-148
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• 2016

터빈과 압축기의 1차 근사 모델을 대상으로 열역학적 해석을 하여 단열 효율의 특성을 파악하였다. 비단열 터빈과 압축기에 대해서는 엔트로피 평균 온도와 생성 엔트로피, 열원 온도, 열전달량 등의 값에 따라 단열 효율이 1보다 커질 수 있다. 즉, 단열 효율을 비단열 검사체적에 적용하면 실제보다 성능을 높게 평가하는 오류가 생길 수 있다. 이 문제를 해결하는 대안으로 실제 과정과 동일한 열이 전달되는 가역 비단열 과정을 이상 과정으로 채택하여 정의하는 비단열 효율을 제안한다. 이 비단열 효율은 항상 0과 1 사이에 있으며, 대부분의 경우 엑서지 효율보다 작음을 입증하였다. 비단열 효율은 단열 효율을 포함하는 더 일반적인 효율의 정의식으로 사용할 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1709-1716
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• 2003

Stirling engine is a heat engine with a high potential efficiency, multi-fuel capability, its low emission, quiet operation, very low maintenance requirement and long life. The Stirling cycle can ideally achieve optimum thermodynamic efficiency of the Carnot cycle. But the actual efficiency of practical reciprocating Stirling engine is much less than that of ideal Stirling cycle due to several mechanical limits. This paper presents a new-type Stirling engine employing the scroll mechanism superior to the reciprocating Stirling engine. The new-type Stirling engine is characterized as traits of continuous and wholly seperated compression and expansion, one-way flow, direct cooling and heating through the extensive surfaces of scroll wraps. By means of this traits, the new-type Stirling engine can achieve thermodynamic cycle closer to the ideal Stirling cycle and have many mechanical merits. Also, the new-type Stirling cycle can be applied as Stirling refrigerator and Duplex Stirling machine.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제2권1호
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• pp.1-7
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• 2001

This paper presents further investigation into the effect of over-expansion cycle in a spark-ignition engine. On the basis of the results obtained in previous studies, several combinations of late-closing (LC) of intake valve and expansion ratio were tested using a single-cylinder production engine. A large volume of intake capacity was inserted into the intake manifold to simulate multi-cylinder engines. With the large capacity volume, LC can decrease the pumping loss and then increase the mechanical efficiency. Increasing the expansion ratio from 11 to 23.9 with LC application can produce about 13% improvement of thermal efficiency which was suggested to be caused by the increased cycle efficiency. The decrease of compression ratio from 11 to 5.5 gives little effect on the thermal efficiency if the expansion ratio could be kept constant. Thus, the expansion ratio is revealed to be a determining factor for cycle efficiency, while compression ratio is no more important, which suggests the usefulness of controlling the intake charge with intake valve closure timing. These were successfully explained by simple thermodynamic calculation and thus the mechanism could be verified by the estimation.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제5권4호
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• pp.529-545
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• 2013

Strong restrictions on emissions from marine power plants (particularly $SO_x$, $NO_x$) will probably be adopted in the near future. In this paper, a combined solid oxide fuel cell (SOFC) and gas turbine fuelled by natural gas is proposed as an attractive option to limit the environmental impact of the marine sector. It includes a study of a heat-recovery system for 18 MW SOFC fuelled by natural gas, to provide the electric power demand onboard commercial vessels. Feasible heat-recovery systems are investigated, taking into account different operating conditions of the combined system. Two types of SOFC are considered, tubular and planar SOFCs, operated with either natural gas or hydrogen fuels. This paper includes a detailed thermodynamic analysis for the combined system. Mass and energy balances are performed, not only for the whole plant but also for each individual component, in order to evaluate the thermal efficiency of the combined cycle. In addition, the effect of using natural gas as a fuel on the fuel cell voltage and performance is investigated. It is found that a high overall efficiency approaching 70% may be achieved with an optimum configuration using SOFC system under pressure. The hybrid system would also reduce emissions, fuel consumption, and improve the total system efficiency.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.223-231
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• 2011

The thermal efficiency of energy-to-power conversion becomes uneconomically low when the temperature of heat source drops below $370^{\circ}C$. ORC (Organic Rankine Cycle) has attracted much attention in last few years due to its potential in reducing consumption of fossil fuels and relaxing environmental problems, and its favorable characteristics to exploit low-temperature heat sources. In this work thermodynamic performance of ORC using nine working fluids is comparatively assessed. Special attention is paid to the effect of system parameters such as turbine inlet temperature and pressure on the characteristics of the system such as volumetric flow rate and quality at turbine exit, latent heat, net work as well as thermal efficiency. Results show that in selection of working fluid it is required to consider various criteria of performance characteristics as well as the thermal efficiency. Results also show that the system efficiencies become same irrespective of kind of working fluid when the temperature of heat source decreases to low range.

• 전기화학회지
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• 제26권4호
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• pp.56-63
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• 2023

태양, 파도, 바람 등 친환경 재생에너지원을 이용한 전력 생산 기술이 성숙함에 따라 재생에너지 전력의 경제성과 규모 측면에서 빠르게 발전하고 있다. 특히, 전기화학적인 방법으로 수소를 생산하는 기술은 이러한 재생에너지와 효율적으로 연계될 수 있는 방법 중 하나로 주목받고 있다. 수전해 기술은 작동 온도에 따라서 저온(100 ℃ 이하), 중온(300-700 ℃), 고온(700 ℃ 이상) 수전해로 나눌 수 있으며, 에너지 소비량 및 전압 효율 평가는 열역학 법칙에 따라 계산한다. 그러나 수전해 평가에서 열역학적 전압(thermodynamic voltage)과 열중성 전압(thermo-neutral voltage)의 개념이 혼용되어 사용되고 있다. 본 총설에서는 저온 PEM (proton exchange membrane) 수전해 기술을 바탕으로 작동 전압과 효율 평가에 대한 이해를 높이고, 열역학적 전압과 열중성 전압의 차이점을 명확히 하고자 한다.

• 선박안전
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• 통권33호
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• pp.53-62
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• 2012

펌프는 산업 및 건설현장에 급수, 냉난방 및 산업공정에서 다양하게 사용되고 있으며, 전체 국가 전력의 약 20%를 소비하고 있다. 하지만 에너지 낭비요소에 대한 관리는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서 만일 효율이 저하된 상태로 펌프가 운전된다면 그의 에너지 낭비는 대단히 크게 된다. 펌프의 경우 초기 구입비용에 비해 사용하면서 발생하는 전력비용이 대단히 크기 때문에 이러한 낭비를 줄이기 위해서는 펌프의 효율을 정기적으로 측정하여 펌프의 운전 상태를 진단함으로써 펌프의 최적운전상태 및 교환주기 등을 제시할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 펌프의 효율측정을 위해 열역학적 방법과 수력학적 방법(전통적인 방법)의 두 가지 방법으로 측정할 수 있는 장비에 대해서 소개하고 실제 펌프의 효율을 계산하여 그 유효성을 확인하였다.