• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.174-180
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• 2014

연속적으로 누출되는 극저온 액체의 풀 확산을 액체질소를 사용하여 실험적으로 연구하였다. 본 실험을 위해 Cement mortar 재질의 Plate 위에 액체질소를 연속적으로 누출시켜 Plate 표면에서 풀 확산이 일어나도록 하였다. 전자저울을 이용하여 Plate 위에서 증발되는 액체질소의 단위면적당증발률을 측정했고, 시간에 따라 반경 방향으로 퍼지는 액체풀의 확산 거리는 열전대의 온도 변화로부터 측정하였다. 실험 결과 액체질소의 단위면적당증발률은 풀 확산이 진행될수록 감소하는 경향을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.287-291
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• 2011

증발하면서 원형으로 퍼져가고 있는 액체에 대한 모델을 지배하는 연립 상미분 방정식은 지금까지 수치해석적인 방법으로 풀어 왔는데 본 연구에서 섭동해를 최초로 구하였다. 액체의 순간적인 누출과 연속적인 누출에 대하여 섭동 변수로써 단위면적 당 증발률을 사용하여 1차항까지 섭동해를 구하였다. 1차 섭동해의 계산 결과 풀의 부피에 대하여 초기에는 수치해와 잘 일치 하였으나 후기에는 약간의 차이가 존재하였으며 풀의 반경에 대하여는 두가지 종류의 해가 거의 일치 하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.12-18
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• 2017

본 연구는 FDS의 액체증발모델을 이용하여 메탄올 풀 화재의 질량연소플럭스를 예측하고 복사분율, 평균흡수계수와 같은 연료의 열적 물성값에 따른 영향을 평가하였다. 해석대상 풀의 직경은 5 cm에서 200 cm 사이이며 해석영역의 크기는 풀의 크기에 비례하여 구성하였다. 해석에 적용된 기준격자는 격자민감도 평가를 통해 결정되었으며 약 750,000개의 격자를 적용하였다. 메탄올 풀 화재에 대해 FDS 액체증발모델을 적용하여 계산된 질량연소플럭스는 해석대상 풀 직경에 따른 천이특성을 잘 나타냈으며 전체적으로 실험편차 내에서 기존 실험과 일치된 결과를 예측하였다. 질량연소플럭스는 복사분율 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으며 풀의 직경이 작은 경우 평균흡수계수의 영향이 상대적으로 크게 나타났다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
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• pp.121-121
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• 2002

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.446-452
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• 2009

최근 청정대체에너지로 각광을 받고 있는 dimethyl ether(DME)를 천연가스를 이용하여 직접 생산하는 1단계법의 고정층 촉매 반응기를 모사하였다. 1단계법의 고정층 반응기의 경우, 발열 반응인 메탄올 합성반응과 메탄올 탈수 반응이 동시에 일어나기 때문에 촉매의 비활성화를 일으킬 수 있는 hot spot의 발생을 막는 것이 가장 중요하다. 따라서 향후 상용공정에 적용 가능한 향류 냉각방식(count-current cooling system)과 포화액체 풀비등 방식(pool boiling system)을 적용하여 반응기 거동을 모사하고 이를 비교하였다. CO 전환율과 DME 생산성 면에서 향류 냉각방식이 더 효과적이었다. 하지만 포화비등액체 풀비등 방식이 더 작은 온도 범위에서 운전되어 hot spot(국소 고온점)의 가능성을 낮추고 더 안정적인 반응기 운전범위를 확보할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.59-64
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• 2017

본 연구에서는 2유체노즐의 액체풀 (Liquid pool) 화재 소화 성능에 대하여 선행적인 검토를 수행하였다. 액체풀 화재의 경우, 에탄올 (Ethanol) 1200 ml를 이용하였으며, 물 공급 유량은 632 ml/min, 공기의 공급 유량은 40 l/min과 70 l/min으로 설정하였다. 본 실험조건에서 2유체노즐을 이용하여 화재 소화 실험을 수행하였고, 2유체노즐의 분사 특성 (액적 크기 및 유량 분포)을 측정하였다. 실험 결과, 공기의 유량이 많은 조건에서 빠른 시간 안에 성공적으로 화재를 소화할 수 있었고, 이러한 결과에 대하여 가시화 및 2유체노즐 분사 특성 데이터를 토대로 분석하였다. 또한, 기존 연구의 일부 결과와 비교를 통하여, 2유체노즐이 단일유체노즐에 비해 더욱 작은 물의 유량 조건에서도 화재 소화를 할 수 있을 가능성이 있음을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.466-472
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• 2018

The investigation of cryogenic liquid pool spreading is an essential procedure to assess the hazard of cryogenic liquid usage. In this experimental study, to measure the evaporation velocity when the pool is spreading, liquid nitrogen was continuously released onto unconfined concrete ground. Almost all of the reported results are based on a non-spreading pool in which cryogenic liquid is instantaneously poured onto bounded ground for a very short period of time. A simultaneous measurement of the pool location using thermocouples and of the pool mass using a digital balance was carried out to measure the evaporation velocity and the pool radius. A greater release flow rate was found to result in a greater average evaporation velocity, and the evaporation velocity decreased with the spreading time and the pool radius.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권9호
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• pp.907-913
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• 2012

연속적으로 누출되면서 원형으로 퍼져가고 있는 액체에 대한 모델에 대한 고차 섭동 해를 구하여 1차 섭동 해를 개선하였다. 일반적인 해를 얻기 위하여 무차원화된 지배방정식을 유도하고 무차원 지배 변수를 도출하였다. 무차원 증발계수를 섭동 변수로 이용하였다. 계산 결과 부피 및 확산 반경에 관해서 고차 섭동해가 1차 섭동 해를 개선시키고 있으며, 섭동해의 차수가 증가함 따라 오차를 감소시키는 경향을 보였다. 3차 섭동 해는 수치 해와 거의 일치하고 있어 3차 섭동해의 타당성을 보여주고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.775-782
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• 2012

수직으로 설치된 하부폐쇄 환상공간 내부의 풀비등 열전달 메카니즘을 알기 위하여 환상공간의 튜브 길이를 0.3m와 0.6m 사이에서 변경하였다. 실험을 위해 0.2m의 가열 길이를 갖는 직경 19.1mm인 스테인리스강 튜브와 대기압 상태 하에 있는 물을 사용하였다. 외부 튜브 길이가 열전달에 미치는 영향을 분명하게 살펴보기 위해 환상공간에 대한 결과를 환상공간이 없는 단일튜브에 대한 결과와 서로 비교하였다. 동일 열유속에서 외부튜브 길이의 증가는 틈새간격이 3.5mm인 경우에는 열전달계수의 증가하지만 틈새간격이 15.5mm인 경우에는 열전달계수가 감소하였다. 이러한 경향의 주된 원인은 액체교란의 차이로서 설명된다.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.11-18
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• 2024

인화성 액체가 누출되면 풀에서 증발된 증기로 인해 근로자들에게 중독이나 질식 등의 피해를 불러올 수 있으며 화재나 폭발 등의 2차 사고로 이어질 수 있다. 이러한 피해를 예방하기 위하여 실내 작업장을 설계할 때 환기설비를 설치해야 한다. 이때, 누출된 화학물질의 특성에 따라 거동이 상이하므로 물질에 따른 적합한 환기구의 위치를 선정할 필요가 있다. 따라서 최적의 환기구 배치를 도출하기 위하여 3D CFD 시뮬레이션을 도입하였고 환기구 배치에 따른 환기효율을 정량적으로 평가하였다. 이때, 실내 작업장에서 인화성 액체가 누출되어 풀을 형성하는 상황을 가정하였고 풀에서 증발된 증기의 농도를 비교하여 최적의 환기구 배치를 도출하였다. 증기밀도가 큰 톨루엔을 대상물질로 하여 연구를 진행한 결과, 상부급기-하부배기일 때 환기효율이 가장 높아 동일한 유지비용으로 약 3.7배의 환기효과를 보이는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 작업장은 시뮬레이션 결과를 적용하여 환기구를 설치함으로써 근로자의 안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대한다.