• Title/Summary/Keyword: 고압영역

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케로신/액체산소 다단연소 사이클 로켓엔진용 산화제 과잉 예연소기 기술

  • 문일윤;유재한;하성업;문인상;이수용
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.151.2-151.2
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    • 2012
  • 터보펌프 구동에 사용된 가스발생기 생성가스를 연소기로 공급하여 주추력 발생에 사용하는 다단연소 사이클 로켓엔진은 고추력을 요하는 우주 발사체에 널리 사용되고 있다. 다단연소 사이클 로켓엔진에 사용되는 가스발생기를 예연소기라 부르며 케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소 사이클 로켓엔진에는 산화제 과잉 예연소기가 사용된다. 예연소기는 터보펌프 구동을 목적으로 하기 때문에 예연소기 생성가스의 횡단면 온도분포는 터빈에 의해 제한되는 온도범위 내에서 균일하여야 하며 넓은 운전영역에서 안정적인 연소가 이루어져야 한다. 산화제 과잉 예연소기는 모든 추진제가 혼합헤드를 통해 분사되는 방식과 추진제를 혼합헤드와 연소실로 나누어 공급하는 방식이 있다. 기술검증을 위해 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 1차 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20MPa, 혼합비 60에서 작동하는 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 연소시험을 수행하였다. 혼합헤드에는 별도의 점화용 분사기 없이 전체 연료 분사기를 통해 점화용 연료인 TEA/TEB 혼합물을 분사하여 점화하였다. 추진제를 2단으로 공급할 수 있도록 고안된 가압식 연소시험 설비에서 10회, 누적 60초 이상의 연소시험이 성공적으로 수행되었다. 연소시험결과 넓은 작동영역에서 안정적 연소특성과 생성가스 온도 분포의 균일성을 확인할 수 있었다. 고온 고압의 산화제 과잉 예연소기 기술 확보를 통해 케로신/액체산소 다단연소 사이클 로켓엔진 개발을 위한 기술적 기반을 마련하였다.

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전력산업에서의 원격검침 데이터 기반 전력소비 컨설팅 시스템 개발 (Development of Power Consumption Consulting System Based on AMR Data in Power Industry)

  • 김선익;고종민;장문종;유인협;양일권;조선구;양원철;김재희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2126-2127
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    • 2006
  • 전력산업에서의 전력부가서비스는 전력공급자 중심의 서비스에서 전력소비자 중심의 서비스로 패러다임 변화가 가속화되면서, 전력소비자의 수요패턴을 가장 잘 나타내고 있는 원격검침데이터를 활용한 서비스가 크게 부각되고 있으며, 그 활용 영역도 폭 넓게 적용되고 있다. 본 논문에서는 원격검침 데이터 기반 전력부가서비스 Pilot 시스템의 일종인 "전력소비 컨설팅 시스템(Power Consumption Consulting System)" 개발 사례를 소개한다. 본 시스템의 주요 기능은 데이터 분석, 에너지 분석, 비용 분석 등과 같이 3가지로 분류 할 수 있으며, 원격검침을 시행중인 고압고객 중 계약전력이 100kW 이상인 대수용가로부터 특히, 요금절감을 필요로 하지만 별도의 설비나 인력을 보유하지 않은 10,000kW 이하 고객을 적용대상으로 하고 있다.

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초임계 상태에서의 LOx 스월 인젝터에 대한 동적 수치 모델링 (Dynamic Numerical Modeling for LOx Swirl Injector at Supercritical Conditions)

  • 김국진;허준영;김종찬;성홍계
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.42-46
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    • 2009
  • 고압 조건에서 작동하는 고성능 액체 로켓 엔진에 대한 이해를 위해 초임계 조건의 스월 인젝터에서 액체 산소의 동적 특성이 수치적으로 연구되었다. 난류 수치 모델은 large eddy simulation을 기반으로 하였으며 보존 방정식과 SRK 상태 방정식, Chung의 기법을 포함하고 있다. 또한 수렴 속도의 증가를 위해 예조건화 기법이 적용되었다. 수치 해석 결과는 이상 기체 상태 방정식을 적용한 결과와 비교 되었으며 인젝터 내부와 연소실에서 액상이 존재하는 영역에서의 상태량과 동적 특성의 차이가 관찰되었다.

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STS 321 스테인리스강의 고온 변형 거동 (High-Temperature Deformation Behavior of a STS 321 Stainless Steel)

  • 이금오;유철성;허성찬;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.51-59
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    • 2016
  • STS 321 스테인리스강은 액체 로켓 엔진을 비롯한 고온 고압의 시스템의 재료로서 많이 사용된다. 321 스테인리스강의 고온에서의 변형 거동을 예측하기 위해 Kocks의 전위 장벽 모델을 근거로 유동응력에 대한 구성 방정식을 열적 응력 요소와 비열적 응력 요소를 사용하여 제안하였다. 제안한 모델은 321 스테인리스강의 상온부터 $500^{\circ}C$의 넓은 온도 영역에서 재료의 변형 거동들을 잘 예측하였다.

고압형 메탄올 수증기 개질기 압력용기의 내부 유동 개선을 위한 전산 해석 (Computational Analysis for Improving Internal Flow of High Pressure Methanol Steam Reformer Pressure Vessel)

  • 유동진;지현진;유상석
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.411-418
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    • 2020
  • A reformer is a device for producing hydrogen used in fuel cells. Among them, methanol steam reformer uses methanol as fuel, which is present as a liquid at room temperature. It has the advantage of low operating temperature, high energy density, and high hydrogen production. The purpose of this study is to improve the internal flow of the pressure vessel when a bundle of methanol steam reformer in the pressure vessel goes out to a single outlet. An analysis of equilibrium reaction to methanol steam reforming reaction was conducted using Aspen HYSYS® (Aspen Technology Inc., Bedford, USA), and based on the results, computational analysis was conducted using ANSYS Fluent® (ANSYS, Inc., Canonsburg, USA). For comparison of the results, the height of the pressure vessel, outlet diameter, and fillet was set as variables, and the optimum geometry was selected by comparing the effects of gravity and the amount of negative pressure.

방사광의 원리와 지구환경과학에의 응용 (Earth and Environmental Sciences with Synchrotron Radiation)

  • 김영호
    • 암석학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.212-221
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    • 2001
  • 방사광의 특성과 방사광의 발생원리에 대한 소개를 하였다. 매우 높은 스펙트럼 휘도와 매우 넓은 영역의 스펙트럼 범위, X-선 파장 조절 가능성과 고도의 지향성 및 집속성, 그리고 시간에 따른 순간파동 구조를 갖는 방사광을 이용하여 지질학 및 지구환경과학에 적용할 수 있는 실험기법을 기술하였다. 이에는 X선 토모그라피, XRF, XANES, EXAFS, 다이아몬드 앤빌 기기 및 라지 발륨 프레스를 이용한 고온-고압 연구와 에너지문제와 관련하여 원자력발전과 핵폐기물처리에 대한 것이 포함되어 있다. 이러한 실험기법은 광물 및 암석에 대한 화학성분, 결정구조 및 결합상태 분석이 가능하며, 광상학과 고생물학 및 환경학 분야에 적용할 수 있다. 또한 이 연구방법을 이용하면 지구내부물질의 거동에 관한 정보를 얻을 수 있다.

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노천광산의 발파분진 비산영역 예측에 관한 연구 (Study on Simulation of Dust Diffusion at Open Pit Mines)

  • 김복윤;이상권;조영도;김임호
    • 터널과지하공간
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    • 제8권3호
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    • pp.194-199
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    • 1998
  • 본 연구는 석회석 노천채광장의 발파 분진이 주변을 통과하는 특고압 선로에 어느정도 비산 퇴적할 것인지, 어떤 문제를 일으킬 것인지를 평가하기 위한 연구였다. 발파 현장이 분진 발생량 및 입도분포는 그간의 연구 실적도 있고 계측도 가능하지만 얼마만큼의 분진이 어느 정도 거리까지 비산 퇴적할 것인지를 예측하기란 매우 어려운 일이다. 따라서 본 연구에서는 최근 개발한 바 있는 수치유체역학(CFD)을 이용한 3차원 유체거동 해석 프로그램(3D-Flow)을 이용하여 송전선로에 미치는 영향을 예측하는 시도를 하였다. 지형조건, 기상조건에 따른 시뮬레이션을 통하여 석회석 분진은 송전선로에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단 되었다.

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습식공정에 의한 형광물질 $SrAl_2O_4:Eu$ 분말 합성 및 형광 특성 (Study on the Synthesis of Phosphor, $SrAl_2O_4:Eu$ by Wet Processing and its Characteristics of Photoluminescence)

  • 박우식;김정식
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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    • pp.161-164
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    • 2003
  • 본 연구에서는 수열합성법으로 $SrAl_2O_4:Eu$ 형광체 분말을 합성하여 이들의 발광 특성과 장잔광 특성 등에 대해서 고찰하였다. 증류수에 $Sr(NO_3)_2,\;Al(NO_3)_3{\cdot}9H_2O,\;Eu(NO_3)_3{\cdot}6H_2O$ 등의 금속염을 용해시킨 용액을 $NH_4OH$ 수용액으로 pH를 적당히 조절하고 고온 고압의 Autoclave 반응용기 내에서 반응시켰다. 이렇게 합성된 분말은 균일한 입도 분포를 나타내었으면, sub-micron 크기의 초미세 분말이었다. 합성된 $SrAl_2O_4:Eu$ 초미세 분말을 $Ar-H_2$ 가스 환원분위기에서 $1100-1400^{\circ}C$ 온도로 2시간동안 열처리시켜서 형광 특성을 나타내도록 만들었다. 분말의 여기 및 발광 특성을 측정한 길과, 발광파장을 520 nm로 고정시켜 측정한 여기스펙트럼은 $250\~450nm$의 넓은 파장영역에 걸쳐 여기가 일어났고, 발광스펙트럼은 520 nm에서 최대 피크를 나타내었다. 또한 10분간 여기 시킨 후 520 nm 파장에 대한 잔광 특성이 1000분 이상 지속되는 우수한 장잔광 특성을 나타내었다.

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고온.고압 환경에서 가열평판에 충돌하는 디젤분무의 특성 (Characteristics of Impinging Diesel Spray on the Heated Flat Wall in High Temperature and High Pressure Environments)

  • 임경훈;이봉수;김종현;구자예
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권5호
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    • pp.627-633
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    • 2001
  • Characteristics of a diesel spray impingement with the variation of ambient temperature, wall temperature and ambient pressure were investigated through shadowgraphy method by using high speed camera. The radial penetration of spray was increased with ambient temperature and wall temperature. It is resulted from the decrease of ambient gas density caused by the increase of temperature. The height of spray was also increased with ambient temperature and wall temperature, because the height of stagnate region is noticeably increased, although height of wall jet vortex is decreased. At the same ambient pressure, the area ratio of impinging spray of room temperature environment to high temperature environment was increased, as the temperature difference between room temperature and high temperature increases. And the increment of area ratio was higher at low ambient pressure than high ambient pressure.

압력 코어를 이용한 현장 가스 하이드레이트 함유 시료 연구 현황 (Experimental research trends on Pressure Core Samples)

  • 이주용;정재웅;류병재;이재형;김세준
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.124.1-124.1
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    • 2011
  • 저온 고압의 환경에서 안정한 하이드레이트 함유 퇴적물 연구를 위하여 현장의 압력을 유지하여 코어를 회수할 수 있는 압력 코어러 (Pressure Corer)가 개발된 이후로 다양한 방법으로 압력코어를 이용한 연구가 진행되어 왔다. 하이드레이트의 안정영역 특성상 일반 코어러 샘플에서는 하이드레이트 함유 퇴적물의 회수가 용이하지 않았던 이유로 압력코어샘플응 이용한 현장 하이드레이트 함유 퇴적물의 연구는 필수적이다. 초기 단계에서는 압력코어를 이용한 비파괴 검사와 단순 감압 시험이 이루어졌다. 비파괴 검사를 통하여서는 X-ray 단면, 감마 밀도 (gamma density), 음파 속도 등이 측정 되었으며 감암 시험을 통하여서는 시료 내 하이드레이트 함유량을 산정하였다. 감압 후 다양한 지화학 분석이 후행되었다. 가스 하이드레이트 함유 퇴적물의 물성과 생산 거동이 점차 부각됨에 따라 압력코어 시료를 순간 감압하여 액체 질소에 보관하였다가 압밀시험, 삼축 압축 시험 등 물성 시험이 수행되었으며 수행 동안 X-ray 단면, 비저항, 음파 속도 등의 물성측정이 이루어졌다. 또한 액체 질소 보관 시료를 이용하여 감압법, 열염수 주입법, 열자극 법 등을 적용하여 생산 실험을 수행하기도 하였다. 이후에 압력코어 시료 절단 및 이동 시스템이 개발됨에 따라 보다 다양하고 많은 연구자 들이 압력코어 시료를 이용할 수 있게 되었으며 물성 연구뿐만 아니라 미생물 연구에 까지 압력코어 시료가 사용되게 되었다. 최근에는 절단 시료를 이용한 생산 실험 연구 또한 진행되었다.

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