• 제목/요약/키워드: 수소 혼합기

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블루수소 생산을 위한 이산화탄소 포집용 2단 분리막 공정 최적화 연구 (Membrane-Based Carbon Dioxide Separation Process for Blue Hydrogen Production)

  • 박진우;이준협;허소연;여정구;심재훈;임진혁;이충섭;김진국;이정현
    • 멤브레인
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    • 제33권6호
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    • pp.344-351
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    • 2023
  • 본 연구에서는 중공사형 이산화탄소 분리막 모듈을 사용하여 수소개질기 배가스로부터 이산화탄소 포집을 목적으로 한 분리막 공정 최적화 연구를 진행하였다. 랩스케일의 소형 분리막 모듈을 사용하여 혼합기체를 대상으로 이산화탄소 순도 90% 및 회수율 90%을 달성하는 2단 공정 조건을 도출하였다. 막 면적이 정해진 모듈의 분리막 공정에서는 스테이지-컷, 주입부 및 투과부 압력에 따라서 포집 순도 및 회수율이 모두 다르게 나타나기 때문에 운전 조건에 대한 최적화가 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 운전 조건에서 1단 분리막에서 보이는 공정 포집 효율의 한계를 확인하고, 높은 순도와 회수율을 동시에 달성하기 위한 2단 회수 공정을 최적화하였다.

이차원 램 가속기 연소 유동장의 실험적 연구의 수치 모사 (Numerical Simulation of the Experimental Investigation of the Two Dimensional Ram Accelerator Combustion Flow Field)

  • 최정열;정인석;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.8-23
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    • 1997
  • 스탠포드 대학의 expansion tube 장치를 이용한 램 가속기의 유동장의 실험적 연구와 비교를 위하여 정상 및 비정상 상태의 수치모사를 수행하였다. 수소/공기 연소에 대하여 9 화학종 19 반응 단계를 가지는 Jachimowski의 화학반응 모델을 이용하여 화학 반응 유동에 대한 Navier-Stokes 방정식을 시간 정확도를 가지는 완전 내재적수치 기법을 이용하여 해석하였다. 정상 상태 가정을 이용한 수치해석은 $2H_2$$O_2$$17N_2$에 대하여 쉴리렌 및 OH PLIF 을 이용하여 실험적으로 얻어진 영상과 부합하는 좋은 결과를 보였으나 $2H_2$$O_2$$12N_2$ 혼합기에 대해서는 충격파 교차점 후방의 연소 영역을 모사하지 못하였다. 따라서 이 경우에 대하여 비정상 수치 모사를 수행하였으며 자세한 유동 안정화 과정을 보여 주었다. 비정상 수치 모사의 결과로부터 실험적으로 얻어진 영상은 유동 안정화 단계의 일시적 상태의 결과로 보인다. 충격파 교차점 후방의 연소 영역은 유동이 안정화되는 초기 단계에 존재하는 강한 경사 충격파가 교차하여 발생하는 수직 폭굉파의 결과이다. 최종 단계에서 충격파 교차점 이후의 연소 영역은 사라지며 정상 상태의 결과가 얻어진다. 램 가속기 모델 내부의 화학반응 유동이 안정화되는데 필요한 시간은 실험적인 시험 시간과 비교하여 매우 긴 것으로 보인다.

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동축형 분사기 분무특성 및 연소의 이론적 모델

  • 원영덕;윤웅섭;김영수;윤경택
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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    • pp.4-4
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    • 2000
  • 일반적인 액체추진제 로켓엔진의 연소는 분사제트의 미립화, 액적의 증발, 기상 추진제의 혼합, 화학반응 등, 일련의 물리적 과정들로 이루어지고, 여기서 특성속도 효율은 크게 분사특성 및 연소의 두 단계에서 결정되게 된다. 액체추진제 로켓엔진에 사용되는 여러 분무형태 중, 동축형 분사기에서는 액상과 기상 제트의 운동량 차에 의해 미립화가 이루어지며, 분무 액적들의 전개와 더불어 분사기 출구를 포함한 전 영역에서 연소가 발생되므로 매우 복잡한 물리적 특성들을 포함하게 된다. 본 연구에서는 기상 연료-액상 산화제의 동축형 분무연소를 JANNAF의 방법을 사용하여 수식화 하였으며, 이를 바탕으로 분무특성과 연소성능 예측을 위한 프로그램을 작성, 분사조건에 의한 분무특성과 그에 따른 연소성능을 계산하였다. 연속, 운동량, 에너지 및 혼합비 방정식의 지배방정식들을 바탕으로 기상 유동을 수식화 하였으며, 별도로 액적의 소산 및 연소과정을 모사하기 위한 별도의 수식들이 추가되었고, 이 식들을 결합하여 액적의 크기, 분포를 포함하는 액체 제트의 미립화 정도를 공간적으로 계산하였다. 미립화 모델의 검증을 위하여 계산 결과를 Reitz의 실험과 Giridharan의 모델 등과 비교하였으며 잘 일치하는 경향을 나타내었다. 또한 동축형 분사기에서의 분무 특성을 예측하기 위해 액체 산소, 기체 수소를 추진제 조합으로 하는 동축형 분무 연소장에서의 제트 길이, 액적의 크기, 액체 제트의 속도를 계산하였다. 계산 결과 액체 제트의 접촉길이는 분사공의 지름이 증가할수록 웨버수가 증가되므로 짧아지는 것으로 관찰되었으며 액적의 크기도 분사공의 지름이 증가할수록 작아지는 경향을 나타내었다. 액체 제트의 속도는 처음에는 일정하게 유지되다가 운동량을 보존하기 위해 가스로부터 운동량을 받아 점차 가속되어지는 것으로 나타났다.본 규격은 키, 총장, 어깨길이, 등길이, 머리길이, 머리둘레, 진동둘레, 목둘레, 가슴둘레, 허리둘레, 배둘레, 엉덩이둘레, 앞품, 뒤품, drop치를 포함하고 있고, 각 규격에서 호칭간 치수 간격도 함께 제시하고 있다. 본 연구 결과에서 보듯, 현행 8규격의 무진복의 각 호칭간 적정 허용범위를 고려해 합리적인 치수체계를 정립한다면 치수에 대한 적합도가 상당히 증가할 뿐 아니라 생산비용도 상당히 감축할 것으로 생각된다.나타났다. 4) 호감적 서비스능력 차원에서 세 독립변수간에 유의한 3원 상호작용이 존재하는 것으로 나타나( $F_{2,228}$=15.62, P<.001) 20대에 적합한 의복 착용시( $F_{2,228}$=3.98, P<.05)와 60대에 적합한 의복 착용시( $F_{2,228}$=16.55, P<.001) 점포유형과 격식차림간에는 유의한 상호작용이 존재하는 것으로 나타났다. 5) 호감을 구성하는 세 요인들이 구매의도에 미치는 영향을 조사한 결과 호감적 인상차원은 29%(P<.001), 호감적 서비스능력차원은 6%(P<.001)의 구매의도를 설명해 주는 것으로 나타났다. 본 연구결과 노년 소비자에게 호감을 주는 판매원의 외모는 구매의도에 영향을 주어 실버의류산업의 이익증대와 밀접한 연관을 갖는 서비스품질의 중요한 요인으로 밝혀졌다.중요한 요인으로 밝혀졌다.로운 단백질 EPSPS가 다른 여러 식물에 이미 존재하고 있는 단백질로서 우리가 이미 이러한 식품을 섭취할 때 이 단백질도 같이 섭취해오고 있었다는 점, 둘째. 이 단백질이 소화액 분해 실험에서 짧은 시간내에 분해가 되었다는 점, 셋째. 재조합 된 콩과 자연 콩이 성분 분석에서 차이를 나타내지 않았다는 점, 네 번째. 쥐를 통한 다양섭취 실험에서 아무런 이상 반응이 없었

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라만 스펙트럼의 카보닐 신축진동 이동에 대한 용매효과 : 케톤 (Solvent Effects upon Carbonyl Stretching Freguency Shifts of Raman Spectra : Ketones)

  • 이인주;서성훈;이무상
    • 대한화학회지
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    • 제37권12호
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    • pp.987-994
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    • 1993
  • 유발효과와 공명효과는 케톤의 카르보닐기의 신축진동수를 결정하는데 중요한 역할을 하며 용액에서 수소결합, 유전효과 그리고 입체효과는 모두 케톤의 카르보닐 신축진동수, $ν_{C=O}$를 결정하는 인자이다. νC=O는 아세톤의 메틸기가 페닐기로 하나씩 치환될 때마다 약 27 $cm^{-1}$ 장파장 이동하였다. 케톤의$ν_{C=O}$진동수는 용매에 따라 다른 변화를 보이며 수용액에서 케톤의 부피비가 증가함에 따라 $ν_{C=O}$도 증가하였다. 케톤의 일정농도에서 $ν_{C=O}$ 진동수는 $(CH_3)_2SO/CCl_4$$CHCl_3/CCl_4$ 혼합 용매의 몰 비율 변화에 따라 연속적으로 이동하며 이로써 $ν_{C=O}$$(CH_3)_2SO$ 또는 $CCl_4$, $CHCl_3$ 또는 $CCl_4$의 농도 변화에 모두 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

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고성능 리튬 이차 전지를 위한 황화 주석 저마늄 (SnxGe1-xS) 나노입자 연구 (Tin Germanium Sulfide Nanoparticles for Enhanced Performance Lithium Secondary Batteries)

  • 차은희;김영운;임수아;임재욱
    • 전기화학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.31-37
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    • 2015
  • 삼성분 칼코게나이드 화합물인 황화 주석 저마늄 ($Sn_xGe_{1-x}S$) 합금 나노입자를 메틸 주석 $(Sn(CH_3)_4$, tetramethyl tin, TMT) 메틸 저마늄 $(Ge(CH_3)_4$, tetramethyl germanium, TMG), 황화수소 ($H_2S$, hydrogen sulfide) 혼합 가스의 레이저 광분해 반응법으로 합성할 수 있으며, 이때 반응기 안의 가스 혼합비율에 따라 나노입자의 주석과 저마늄의 조성비를 조절할 수 있었다. 조성비를 가변시킨 나노입자는 모두 결정성을 갖게 만들 수 있었으며, 리튬 이온 전지의 음극소재로서 우수한 특성을 보여주었다. 조성비에 따라 특성을 조사결과, 황화저마늄은 70 사이클 후 최대 1200 mAh/g의 가장 높은 방전용량을 갖는 것과, 주석 성분 함량이 클수록 높은 충방전률에서 용량 유지가 더 잘 됨을 확인하였다. 이와 같은 우수한 효율의 황화물 합금 나노입자의 새로운 대량 합성법은 고성능 에너지 변환 소재 실용화에 기여할 것으로 예상된다.

Chloroform-Chloroethanol 용매중에서 Poly(cis-5-methylproline)의 평형 및 열역학적연구 (Equilibrium Studies and Thermodynamics for the Mutarotation of Poly(cis-5-methylproline) in Chloroform-Chloroethanol)

  • 한만정
    • 대한화학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.187-197
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    • 1979
  • ChIoroform과 chloroethanol 혼합용매속에서 Poly(cis-5-methylproIine)의 광회전을 측정하였다. 이 혼합용매속에 chloroethanol이 0.5∼10부피%일때 형태 A와 B사이에는 평형상태가 이루어졌다. 광회전을 이용하여 5, 25 및 45$^{circ}$C에서 평형정수를 측정하고 자유엔탈피, 엔탈피 및 엔트로피 변화를 계산하였다. 같은 몰수의 형태 A와 B에서 출발하면 chloroethanol이 3부피% 이상일때는 정방향 변광회전이 일어나고 이하일때는 역방향 회전이 일어났다. 엔탈피와 엔트로피 변화는 정방향 변광회전일때는 양수이고 역방향 변광회전일 때는 음수였다. 반응 추진역은 정방향 회전일때는 엔트로피의 증가이고 역방향 회전일때는 엔탈피의 감소였다. 측정된 열역학적 자료들은 폴리머와 용매사이의 상호작용 즉 용매중의 chloroethanol이 형태 B분자내의 카보닐기와 선택적으로 수소결합을 형성하며, 형태 A와 B의 헝태 에너지 차이에 있다는것을 설명한다

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다단분사가 초희박 GDI 엔진의 성능 및 배기에 미치는 영향 (Effect of Multiple Injection on the Performance and Emission Characteristics of Lean Burn Gasoline Direct Injection Engines)

  • 오진우;박철웅;김홍석;조규백
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.137-143
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    • 2012
  • 현재 세계적으로 배출가스 규제 강화와 유가 상승으로 인해 가솔린엔진에서 배출되는 유해 배출 가스 저감기술 및 연비향상 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 가솔린 직접분사(GDI; Gasoline direct injection) 기술은 가솔린 연료를 직접 연소실에 분사하여 정밀한 연소제어를 통해 매우 희박한 혼합기에서도 고효율의 연소가 가능하게 함으로써 연비저감과 고출력을 동시에 만족할 수 있는 효과적인 기술이다. 본 연구에서는 분무유도방식(spray-guided type)을 이용한 GDI 엔진을 개발하여 안정적인 희박연소를 구현하였다. 자주 사용되는 운전영역에서 연료분사시기의 TDC(Top dead center) 인근으로의 지각을 통하여 안정적인 희박연소를 구현하였으며, 다단분사를 적용하여 추가적인 연료소비율의 개선이 가능한 반면 탄화수소(THC)와 질소산화물($NO_x$)의 배출은 증가하고 CO의 배출은 감소되었다.

수평관에서 프로판, 이소부탄, BFC134a를 포함한 혼합냉매의 풀비등 열전달계수 (Pool Boiling Heat Transfer Coefficients of Mixtures Containing Propane, Isobutane and HFC134a on a Plain Tube)

  • 박기정;백인철;정동수
    • 설비공학논문집
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    • 제18권12호
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    • pp.955-963
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    • 2006
  • Nucleate pool boiling heat transfer coefficients (HTCs) were measured with one nonazeotropic mixture of Propane/Isobutane and two azeotropic mixtures of HFC134a/Isobutane and Propane/HFC134a. All data were taken at the liquid pool temperature of $7^{\circ}C$ on a horizontal plain tube with heat fluxes of $10kW/m^2\;to\;80kW/m^2$ with an interval of $10kW/m^2$ in the decreasing order of heat flux. The measurements were made through electrical heating by a cartridge heater. The nonazeotropic mixture of Propane/Isobutane showed a reduction of HTCs as much as 41% from the ideal values. The azeotropic mixtures of HFC134a/Isobutane and Propane/HFC134a showed a reduction of HTCs as much as 44% from the ideal values at compositions other than azeotropic compositions. At azeotropic compositions, however, the HTCs were even higher than the ideal values due to the increase in the vapor pressure. For all mixtures, the reduction in heat transfer was greater with a larger gliding temperature difference. Stephan and $K{\ddot{o}}rner's$ and Jung et al's correlations predicted the HTCs of mixtures with a mean deviation of 11%. The largest mean deviation occurred at the azeotropic compositions of HFC134a/Isobutane and Propane/HFC134a.

메탄-공기 예혼합 화염에서 염화수소의 역할 (The Function of Hydrogen Chloride on Methane-Air Premixed Flame)

  • 신성수;이기용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권9호
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    • pp.979-987
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    • 2005
  • Numerical simulations were performed at atmospheric pressure in order to understand the effect of additives on flame speed, flame temperature, radical concentrations, $NO_x$ formation, and heat flux in freely propagating $CH_4-Air$ flames. The additives were both carbon dioxide and hydrogen chloride which had a combination of physical and chemical behavior on hydrocarbon flame. In the flame established with the same mole of methane and additive, hydrogen chloride significantly contributed toward the reduction of flame speed, flame temperature, $NO_x$ formation and heat flux by the chemical effect, whereas carbon dioxide mainly did so by the physical effect. The impact of hydrogen chloride on the decrease of the radical concentration was about $1.4\~3.0$ times as large as that of carbon dioxide. Hydrogen chloride had higher effect on the reduction of $EI_{NO}$ than carbon dioxide because of the chemical effect of hydrogen chloride. The reaction, $OH+HCl{\rightarrow}Cl+H_2O$, played an important role in the heat flux from flames added by hydrogen chloride instead of the reaction, $OH+H_2{\rightarrow}H+H_2O$ which was an important reaction in hydrocarbon flames.

H2O2-케로신 로켓을 초기 가속장치로 갖는 새로운 램젯 추진기관 (Novel Ramjet Propulsion System with H2O2-Kerosene Rocket as an Initial Accelerator)

  • 박근홍;임하영;권세진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.491-496
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    • 2008
  • 본 연구에서는 RBCC (Rocket Based Combined Cycle)엔진이나 기존 램제트 추진기관의 초기 추력 제공에 과산화수소 가스발생기를 이용하는 새로운 추진시스템을 제안하였고, 기초 연구 수행으로서 촉매 분해된 과산화수소 제트에 케로신을 분사하여 자연발화 및 연소 특성을 연구하였다. 과산화수소는 촉매 베드를 통하여 분해된 후 축소노즐을 통해 연소실로 분사됐으며 이 제트에 인젝터를 통하여 수직으로 케로신을 액상으로 분무하였다. 연소실내에서의 온도와 압력을 측정하여 점화를 확인하고 자연발화 특성을 조사하였다. 400°C의 연소실 온도와 연료와 산화제 혼합비 0.6이상에서 자연발화와 안정적인 연소가 가능하였다. 이 결과를 통하여 램제트의 새로운 초기 가속장치의 가능성을 확인할 수 있었다.