• 제목/요약/키워드: 고온/고압

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ECN 연구용 고온 고압 정적 연소실에서의 n-dodecane 분무 및 연소 특성 (Spray and Combustion Characteristics of n-dodecane in a Constant Volume Combustion Chamber for ECN Research)

  • 김재헌;박현욱;배충식
    • 한국분무공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.188-196
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    • 2014
  • The spray and combustion characteristics of n-dodecane fuel were investigated in a CVCC (constant volume combustion chamber). The selection of ambient conditions for the spray followed ECN (engine combustion network) guidelines, which simulates the ambient condition of diesel engines at start of fuel injection. ECN is a collaboration network whose main objective is to establish an internet library of well-documented experiments that are appropriate for model validation and the advancement of scientific understanding of combustion at conditions specific to engines. Therefore repeatability of the experiments with high accuracy was important. The ambient temperature was varied from 750 to 930 K while the density was fixed at around $23kg/m^3$. The injection pressure of the fuel was varied from 500 to 1500 bar. The spray was injected in both non-reacting ($O_2$ concentration of 0%) and reacting conditions ($O_2$ concentration of 15%) to examine the spray and the combustion characteristics. Direct imaging with Mie Scattering was used to obtain the liquid penetration length. Shadowgraph was implemented to observe vapor length and lift-off length at non-reacting and reacting conditions, respectively. Pressure data was analyzed to determine the ignition delay with respect to the spray and ambient conditions.

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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석탄가스화 수소생산 기술개발 (Development of Hydrogen Production Technology from Coal Gasification)

  • 김재성;이종민;김동원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.462-465
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    • 2007
  • 석탄가스화 수소생산 기술 분야는 석탄 등의 화석연료를 이용하여 고온, 고압하에서 반응가스(산소, 수증기, 수소)와의 화학적 반응을 통해 생산된 연소성 가스 ($H_2$, CO, $CO_2$ 등)를 전환반응(WGS) 및 분리반응을 거쳐 효율적으로 청정하게 수소를 생산해 내는 기술이다. 전력산업에서 석탄가스화 수소생산은 그 사용 방법(연료전지, 수소 터빈, 분산 이용 등)에 따라 발전시스템의 고효율화를 지향하고, zero-emission을 실현하는 첨단 발전 시스템의 종합 구현을 목표로 하고 있으며, 더불어, 도래하는 수소 경제로의 전이에 대비에 석탄을 이용한 중앙(Central) 수소생산 시스템을 구현하여 이송 및 전환을 통한 지역적 분산 이용을 가능케 하는 종합적인 인프라를 구축하는 기술이다. 본 기술에는 석탄가스화 기술, 수성가스 전환기술, 수소/$CO_2$ 분리기술, 이송용 연료 전환기술 등이 포함된다. 석탄가스화 수소생산 기술은 급등하는 오일 가격과 이의 수입사용 증가에 대응하기 위한 에너지 안보 대책 마련 및 효율 극대화의 필요성과 더불어, 전력산업에서 화력 발전시스템의 궁극적 실현 목표인 고효율, 초청정의 전력생산 시스템의 구현을 가능케 하여, 향후 화석 연료를 이용한 미래 발전 기술을 선도 할 것으로 기대된다. 더불어, 수소 경제로의 전환 시 수소 수요의 급팽창에 대비한 경제적인 대규모 수소생산 기술의 개발이 필요하며, 이에 기술 실현성이 가장 높은 석탄가스화 수소생산 기술의 개발 구현이 요구된다.

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초음파특성 분석에 의한 원자로 재료의 중성자 조사량 예측 (The Estimation of Neutron Fluence in Nuclear Reactor Vessel Materials by the Analysis of Ultrasonic Characteristics)

  • 이삼래;장기옥;김병철
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.307-312
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    • 2001
  • 운전중인 원자로 재료의 건전성 평가를 위한 기계적 시험의 하나인 샤르피 충격 시험편에 대하여 초음파 신호분석이 이루어졌나 시험편으로는 모재와 용접재를 사용하였는데 이들 재료는 고온, 고압의 냉각수 및 지속적인 고속중성자가 방출되고 있는 가동중인 발전소에서 감시시험을 통한 원자로재료의 건전성평가를 목적으로 정지기간동안 인출된 깃이다. 분석결과 속도 및 감쇠와 같은 초음파 특성들이 재질이 비교적 균일한 모재에 있어서는 중성자 조사량과 밀접한 관련이 있는 것으로 보였으며 이를 활용하여 비파괴적인 방법으로 재료에 대한 중성자 조사량이 어느 정도인지를 예측할 수 있는 가능성을 보여주었다.

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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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적층형 셀과 아연도금층을 이용한 고온고압 합성다이아몬드의 압력변화에 따른 물성 연구 (Property of the HPHT Diamonds Using Stack Cell and Zn Coating with Pressure)

  • 신운;송오성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.167-172
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    • 2012
  • Fine diamond powders are synthesized with a 420 ${\phi}$ cubic press and stack-cell composed of Kovar ($Fe_{54}Ni_{29}Co_{17}$) (or Kovar+7 ${\mu}m$-thick Zn electroplated) alloy and graphite disks. The high pressure high temperature (HPHT) process condition was executed at $1500^{\circ}C$ for 280 seconds by varying the nominal pressure of 5.7~10.6 GPa. The density of formation, size, shape, and phase of diamonds are determined by optical microscopy, field emission scanning electron microscopy, thermal gravimetric analysis-differential thermal ammnlysis (TGA-DTA), X-ray diffraction (XRD), and micro-Raman spectroscopy. Through the microscopy analyses, we found that 1.5 ${\mu}m$ super-fine tetrahedral diamonds were synthesized for Zn coated Kovar cell with whole range of pressure while ~3 ${\mu}m$ super-fine diamond for conventional Kovar cell with < 10.6 GPa. Based on $750^{\circ}C$ exothermic reaction of diamonds in TGA-DTA, and characteristic peaks of the diamonds in XRD and micro-Raman analysis, we could confirm that the diamonds were successfully formed with the whole pressure range in this research. Finally, we propose a new process for super-fine diamonds by lowering the pressure condition and employing Zn electroplated Kovar disks.

장기 사용 Cr-Mo강 열화재의 파괴 인성 평가와 수명예측 (Life Prediction and Evaluation of Fracture Toughness of a Cr-Mo Degraded Steel During Long Service)

  • 권재도
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권8호
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    • pp.1421-1428
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    • 1992
  • 본 연구에서는 실제 고온, 고압용기에 장기 사용하여 재료 특성이 변화된 열 화재와 열화재를 열처리하여 충격치를 회복시킨 회복재의 두 종류의 재료를 사용하여 탄소성 파괴 인성치 J$_{IC}$실험을 수행하여 장기사용에 따른 재질열화에 의한 파괴 인성치의 변화 상태를 검토해 보고, 이를 응용한 수명예측 즉, 3차원 표면 균열을 갖 인 판이 열화된 경우와 건전한 경우를 가정하여 피로 파괴 과정중 파단 특성에 어떤 차이가 일어날까에 대해 연구 검토해 보았다.

고온 고압에서 물로 윤활되는 실리콘그라파이트 재질의 마찰 특성에 관한 연구 (Frictional Characteristics of Silicon Graphite Lubricated with Water at High Pressure and High Temperature)

  • 이재선;김은현;박진석;김종인
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.151-156
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    • 2001
  • Experimental frictional and wear characteristics of silicon graphite materials is studied in this paper. Those specimens are lubricated with high temperature and highly pressurized water to simulate the same operating condition for the journal bearing and the thrust bearing on the main coolant pump bearing in the newly developing nuclear reactor named SMART(System-integrated Modular Advanced ReacTor). Operating condition of the bearings is realized by the tribometer and the autoclave. Friction coefficient and wear loss are analyzed to choose the best silicon graphite material. Pin on plate test specimens are used and coned disk springs are used to control the applied force on the specimens. Wear loss ana wear width are measured by a precision balance and a micrometer. The friction force is measured by the strain gauge which can be used under high temperature and high pressure. Three kinds of silicon graphite materials are examined and compared with each other, and each material shows similar but different results on frictional and wear characteristics.

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고온, 고압의 분위기 변화가 n-butanol 및 n-heptane 연료의 연소 특성에 미치는 영향 (Effect of High Temperature and Pressure Conditions on the Combustion Characteristics of n-butanol and n-heptane Fuel)

  • 임영찬;서현규
    • 한국분무공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.29-36
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    • 2016
  • The effect of high ambient temperature and pressure conditions on the combustion performance of n-butanol, n-heptane and its mixing fuel (BH 20) were studied in this work. To reveal this, the closed homogeneous reactor model applied and 1000-1200 K of the initial temperature, 20-30 atm of initial pressure and 1.0 of equivalence ratio were set to numerical analysis. It was found that the results of combustion temperature was increased and the ignition delay was decreased when the ambient conditions were elevated since the combustion reactivity increased at the high ambient conditions. On the contrary, under the low combustion temperature condition, the combustion pressure was more influenced by the ambient temperature in the same ambient conditions. In addition, the total mass and the mass density of tested fuels were influenced by the ambient pressure and temperature. Also, soot generation of mixing fuel was decreased than n-heptane fuel due to the oxygen content of n-butanol fuel.

고온.고압용 벨로우즈 실 밸브의 유동 특성 및 열응력 해석 (Thermal Stress Analysis and Flow Characteristics of a Bellows-Seal Valve for High Pressure and Temperature)

  • 김광수;이종철;김윤제
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제8권6호
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    • pp.40-46
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    • 2005
  • Because of design and manufacturing costs, it is important to predict an expected life of bellows with component stresses of bellows as its design factors and material characteristics. In this study, numerical analyses are carried out to elucidate the thermal and flow characteristics of the bellows-seal gate and globe valves for high temperature (max. $600^{\circ}C$) and for high pressure (max. $104 kgf/cm^2$) conditions. Using commercial codes, FLUENT, which uses FVM and SIMPLE algorithm, and ANSYS, which uses FEM, the pressure and temperature fields are graphically depicted. In addition, when bellows have an axial displacement, thermal stress affecting bellows life is studied. The pressure and temperature values obtained from the flow analyses are adopted as the boundary conditions for thermal stress analyses. As the result of this study, we got the reasonable coefficients for valve and thermal stress for bellows, compared with existing coefficients and calculated values.