• Title/Summary/Keyword: 수증기

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Numerical Analysis of Heat Transfer and Fuel Conversion for MCFC Preconverter (MCFC 프리컨버터 촉매의 열전도특성과 연료전환율 해석)

  • Byun, Do-Hyun;Sohn, Chang-Hyun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.36 no.4
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    • pp.425-430
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    • 2012
  • In this study, a preconverter of an MCFC for an emergency electric power supplier is numerically simulated to increase the hydrogen production from natural gas (methane). A commercial code is used to simulate a porous catalyst with a user subroutine to model three dominant chemical reactions-steam reforming, water-gas shift, and direct steam reforming. To achieve a fuel conversion rate of 10% in the preconverter, the required external heat flux is supplied from the outer wall of the preconverter. The calculated results show that the temperature distribution and chemical reaction are extremely nonuniform near the wall of the preconverter. These phenomena can be explained by the low heat conductivity of the porous catalyst and the endothermic reforming reaction. The calculated results indicate that the use of a compact-size preconverter makes the chemical reaction more uniform and provides many advantages for catalyst maintenance.

Production of Hydrogen by Thermochemical Transition of Lauan Sawdust in Steam Reforming Gasification (수증기개질 가스화반응을 이용한 나왕톱밥으로부터 수소제조특성)

  • Park, Sung-Jin;Kim, Lae-Hyun;Shin, Hun-Yong
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.50 no.5
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    • pp.908-912
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    • 2012
  • Lauan sawdust was gasified by steam reforming for hydrogen production from biomass waste. The fixed bed gasification reactor with 1m height and 10.2 cm diameter was utilized for the analysis of temperature and catalysts effect. Steam was injected to the gasification reactor for the steam reforming effect. Lauan sawdust was mixed with potassium carbonate, sodium carbonate, calcium carbonate, sodium carbonate + potassium carbonate and magnesium carbonate + calcium carbonate catalysts of constant mass fraction of 8:2 which was injected to the fixed gasification equipment. The compositions of production gas of gasification reaction were analyzed at the temperature range from $400^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$. Fractions of hydrogen, methane and carbon monoxide gas in the production gas increased when catalysts were used. Fractions of hydrogen, methane and carbon monoxide gas were increased with increasing temperature. The highest hydrogen yield was obtained with sodium carbonate catalyst.

Characteristics of Solid Regenerable $CO_2$ sorbents for Pre-combustion $CO_2$ Capture (연소전 $CO_2$ 포집용 분무건조 고체 흡수제의 물성 및 $CO_2$ 흡수 특성)

  • Baek, Jeom-In;Ryu, Jungho;Lee, Joong Beom;Eom, Tae-Hyoung;Kim, Ji-Woong;Jeon, Eon-Sik;Ryu, Chong Kul
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.110.2-110.2
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    • 2010
  • 현재 상용가능한 연소전 $CO_2$ 포집 기술은 습식 스크러빙 방식으로 고온의 합성가스를 상온 수준으로 온도를 낮춘 후 $CO_2$를 포집해야 하고 포집된 $CO_2$의 압력이 낮아 재압축하여 저장소로 보내야 함에 따라 큰 폭의 열효율 손실이 불가피하다. 고온 고압에서 이산화탄소를 포집할수 있는 고체 흡수제를 이용할 경우 이산화탄소 포집 치 저장 추가에 따른 시스템 효율 저하를 최소화할 수 있다. 고체 $CO_2$ 흡수제는 서로 연결된 두 개의 유동층 반응기를 순환하면서 흡수탑에서는 합성가스 중의 $CO_2$를 흡수하고 재생탑에서는 고온의 수증기와 접촉하여 흡수된 $CO_2$를 다시 배출함으로써 재생된다. 따라서 건식 재생 $CO_2$ 흡수제는 유동층 공정에 응용가능한 물성과 함께 높은 $CO_2$ 흡수능과 빠른 반응성이 요구된다. 본 연구에서는 유동층 공정에 적합한 물성을 가진 연소전 $CO_2$ 포집용 고체 흡수제를 분무건조법으로 제조하였으며, 모사 합성가스를 이용하여 열중량분석기와 기포유동층반응기를 이용하여 $200^{\circ}C$ 흡수, $400^{\circ}C$ 재생, 압력 20 bar 조건으로 반응성을 측정하였다. 개발된 고체 $CO_2$ 흡수제는 열중량분석기에서는 반응 후 10-13 wt%의 무게증가를 나타내었고 기포유동층반응기에서는 8-10 wt%의 $CO_2$ 흡수능을 보여주었다. 특히 수증기의 함량이 10% 이상에서 높은 흡수능을 나타내어 수증기가 반응에 크게 작용하고 있음을 알 수 있었다.

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A CFD Analysis Study on the Characteristics of Hydrogen Production by High Temperature Steam Electrolysis(HTSE) Using High Temperature Heat (고온열을 이용한 고온수증기전기분해장치(HTSE)에 의한 수소생산 특성에 관한 전산유체해석적 연구)

  • Han, Won-Hui;Choi, Jung-Sik;Yoon, Seok-Hun;Yoon, Doo-Ho;Choi, Jae-Hyuk
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.17 no.4
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    • pp.419-427
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    • 2011
  • The characteristics for hydrogen production and the thermochemical properties of high temperature steam electrolysis(HTSE) device have been numerically analyzed in a two-dimension, steady-state with using the COMSOL $Multiphysics^{(R)}$. The main parameters for the calculation are applied voltage, ASR(Area-specific Resistance), temperature and pressure of the inlet gas flow. The results showed that thermal-neutral voltage was 1.2454 V and rather than the cell temperature increases or decreases with increasing applied voltage by thermal-neutral voltage starting this voltage the temperature in high voltage tended to rise and temperature in the low voltage tended to fall. And with, increasing the values of ASR, temperature inside the cell and the hydrogen production rate were decreased.

Accelerated Degradation Stress of High Power Phosphor Converted LED Package (형광체 변환 고출력 백색 LED 패키지의 가속 열화 스트레스)

  • Chan, Sung-Il;Jang, Joong-Soon
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.17 no.4
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    • pp.19-26
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    • 2010
  • We found that saturated water vapor pressure is the most dominant stress factor for the degradation phenomenon in the package for high-power phosphor-converted white light emitting diode (high power LED). Also, we proved that saturated water vapor pressure is effective acceleration stress of LED package degradation from an acceleration life test. Test conditions were $121^{\circ}C$, 100% R.H., and max. 168 h storage with and without 350 mA. The accelerating tests in both conditions cause optical power loss, reduction of spectrum intensity, device leakage current, and thermal resistance in the package. Also, dark brown color and pore induced by hygro-mechanical stress partially contribute to the degradation of LED package. From these results, we have known that the saturated water vapor pressure stress is adequate as the acceleration stress for shortening life test time of LED packages.

Difference in canopy and air temperature as an indicator of crop water stress and its feasibility for irrigation scheduling (작물 캐노피 온도와 대기온도간의 상관관계 분석 및 활용 연구)

  • Kim, Minyoung;Choi, Yonghun;Jeon, Jonggil;Kim, Youngjin
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.131-131
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    • 2017
  • 작물의 체온인 엽온은 작물의 증발산량 또는 작물의 스트레스와 관련이 있으며, 일반적으로 일사, 풍속, 습도 등 기상조건과 잎의 크기, 형태 등 생리작용 등에 의해 지배된다. 엽온을 작물의 수분스트레스지수, 증발산량 등을 산정하기 위한 인자로 많이 활용되고 있으며, 최근 ICT 기술의 발달로 인해 열영상 카메라, 적외선 센서 등을 활용해서 실시간 측정을 하고, 정보를 작물 생육환경 제어에 활용하는 연구들이 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 시설오이를 대상으로 캐노피 온도(Canopy temperature, $T_c$)와 대기온도(Air temperature, $T_a$)간의 상관관계, 또 ($T_c-T_a$)와 포화수증기압차(Vapor pressure deficit, VPD)와의 관계를 분석하였다. 대기온도와 상대습도를 이용하여 산정된 VPD가 엽온에 미치는 영향을 분석한 결과, 엽온 증가에 따라 VPD가 증가하였으며, 캐노피와 대기온도간의 차이 또한 VPD간에 음의 상관관계($R^2=0.82{\sim}0.89$)가 나타났는데, 이는 대기온도에 따른 엽온과 포화수증기압의 상승이 원인인 것으로 나타났다. ($T_c-T_a$)와 VPD값을 이용하면 작물 수분스트레스(Crop Water Stress Index, CWSI)를 산정할 수 있는 데, 결과값을 분석한 결과 $T_c$$T_a$의 차가 적은 경우 CWSI값이 증가함을 알 수 있었다. 향후 연구에서는 추가적으로 다양한 재배환경에서의 캐노피 온도, 포화수증기압차, 그리고 CWSI를 산정하여, 적정 생육 환경조성을 위한 지표로 활용할 계획이다.

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