• 한국가스학회지
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• 제17권2호
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• pp.50-58
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• 2013

공정플랜트에는 다양한 배관이 고압, 고온의 인화성, 폭발성 물질을 이송하고 있다. 잦은 설계 변경 및 증설 등으로 복잡한 형상으로 배관이 형성되어 있는 경우가 많으나 배관의 구조가 단순하여 실제 위험성에 비해 안전 관리가 부족한 경우가 많다. 본 연구에서는 국내 한 업체에서 부생가스를 연료로 사용하던 배관을 설계 변경하여 천연가스와 혼합하여 사용하도록 사례를 활용하여, 배관의 안전성을 평가 하는 방법을 예시하였다. 배관의 설계 변경 후 안전성을 ASME 기준에 따라 재평가하고, 배관의 주요 관리부위를 결정하는 방법을 제시하였다. 배관의 분기 및 루프 등이 다수 복잡하게 연결되어있는 가스혼합용 믹싱드럼 배관 시스템을 대상으로 해석하였다. 배관의 주요부위 응력 민감도를 이해하기 위해 배관의 지지대 구속조건 및 외부 온도를 변화시켜 가면서 이들의 영향을 연구하였다. 또한 부생가스가 포함하고 있는 수소가스에 의한 손상 가능성에 대해서도 논의하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.641-647
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• 2017

디젤 엔진은 가솔린기관에 비해 강력한 파워와 연료의 경제성 및 $CO_2$ 배출양이 적어 상용차뿐만 아니라 일반승용차에서도 시장의 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 디젤 엔진의 연소특성상 국부적인 고온반응 영역에서 질소산화물과 확산연소 영역에서 입자상물질이 많이 배출되므로 엄격해진 배기규제를 충족시키기 위해서 자동차와 선박등 촉매후처리장치 장착의 비중이 점차 증가하고 있다. 그 중 입자상물질 저감장치로써 입자상물질필터가 장착되어 왔으나 PM중 약 50%가 연료와 엔진오일에서 석출된 재 성분이 침적되면 필터를 손상시키므로 고온의 연소방식이 아닌 세정제를 이용한 제거기술이 절실히 필요하다. 이 연구의 목적은 디젤 엔진용 촉매코팅된 디젤입자상물질필터에 침적된 재를 세정을 함에 있어서 촉매의 물질의 물리화학적인 특성을 연구하는 것이다. 30분 동안 세정제에 담근 S4 샘플은 침투력이 강한 성분으로 인하여 입자들끼리 응집되고 수축되었다. 재에 침투력이 강한 침투제와 물과 기름을 혼합시켜주는 계면활성제 성분이 적절하게 제조된 S1 샘플의 세정특성이 가장 좋았다. 침투제인 수산화칼륨과 규산나트륨 성분이 첨가된 S4 샘플의 와쉬코트 손실률은 약 13%로 증가하였다. 촉매코팅된 디젤입자상물질필터의 와쉬코트 손실률이 약 13% 이하조건에서 유해가스 성분을 저감시킬 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.515-519
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• 2011

75톤급 연소기 헤드부의 구조적인 안정성을 검증하고자 구조시험을 수행하였다. 연소기 헤드부는 재생냉각된 연료와 극저온 산화제에 의하여 고압의 하중을 받을 뿐만 아니라 엔진에서 발생된 추력을 전달한다. 따라서 연소기 헤드부가 소성변형 또는 구조적인 손상 없이 작동하기 위해서는 헤드부의 구조안정성이 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 구조안정성 평가를 위하여 전자빔용접과 티그용접 두 가지 종류의 용접을 사용하여 헤드부를 제작하고, 구조적인 안정성을 평가하였다. 구조시험 결과 전자빔용접을 적용한 연소기 헤드부가 설계 하중조건에서 구조적인 손상 없이 안정하였으며, 티그용접 연소기 헤드부에 비하여 구조적으로 더 안정함을 보여주었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1670_1671
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• 2009

산업경제구조의 변화로 경험이 풍부한 전문가들이 은퇴하고 경험이 적은 직원들이 그들의 업무를 대신하는 구조로 조직이 변화하고 있다. 동시에 녹색성장시대의 도래로 화석연료를 사용하는 설비에 대한 투자가 줄면서 점차로 노후화되는 경향을 보이고 있어 불필요한 운전 과도현상에서 기인된 극단적인 손상은 설비자체 및 전력공급계통 전체에 치명적이라고 할 수 있다. 따라서 석탄화력발전소 제어 시스템은 이러한 사안들을 안정적으로 이끌어 나가기 위한 중요한 요소로 저비용 고효율 발전소 유지를 위해 중점적으로 발전시켜 나가야 할 부분이다. 본 논문은 석탄화력발전소의 주구성요소인 보일러와 터빈을 제어하는 마스터 제어기의 복잡한 로직을 모델 기반의 간단한 로직으로 개발하여 시뮬레이션 한 결과를 실제 발전소에 적용하기 위한 내용을 기술하였다. 실제 발전소는 많은 위험요소들을 안고 있기 때문에 시뮬레이션에서 나타나는 급격한 제어동작을 수용할 수 없을 경우도 있으며, 실제 다른 많은 변수들이 제어불안정 요소로 작용할 수 있다. 차후 실제 적용한 결과는 예측제어의 사용과 같은 제어시스템 향상을 위한 개발과 운영효율 향상에 사용될 것이다. 튜닝 과정에서의 연구결과는 시간절약과 제어부분 결함제거 등 직원들의 전문지식 향상 등에 도움을 주게 될 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.173.2-173.2
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• 2011

대체 에너지 자원 중 폐기물의 소화 가스를 이용한 바이오가스 발전은 이산화탄소에 비해 온실효과 영향력에 21배에 해당하는 메탄가스를 연료로 사용하여 환경부하를 저감시키고 에너지를 생산한다. 바이오가스에 포함된 $H_2S$는 연소 후 $SO_2$형태로 발생되는데 $SO_2$는 수분과 반응을 하게 되면 $H_2SO_4$등의 강한 산성을 띄는 물질로 생성되어 배관 및 발전기에 손상을 주고 저온부식현상을 유발하게 하며, 동물이나 인체에 노출되면 기관지 수축현상이 일어나 호흡기에 영향을 주는 질식성을 띄는 가스이다. 축산바이오가스에 포함된 $H_2S$의 함유량과 가스엔진의 연소 시 배출되는 $SO_2$ 배기가스 성분의 관련성을 검증하기 위해 60-65%의 $CH_4$와 30-35%의 $CO_2$ 성분의 바이오가스를 50kW급 발전기에서 사용하였고 연소 후 배출되는 가스 성분을 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.18-24
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• 2015

흡입 공기 온도가 연소 효율에 미치는 효과를 조사하기 위하여, 보론 카바이드가 충전된 그레인을 사용하여 실험을 수행하였다. 시험 결과 무차원화한 연소 효율은, 보론 입자의 증가된 연소 결과로 흡입 공기 온도가 올라감에 따라 증가하였다. 연소 효율은 증가하고 있지만, 반-실험적 방법에 의한 전반적인 효율은 온도가 올라감에 따라 감소하고 있다. 열입력 매개 변수와 연소실 마하 수를 변수로 브레이튼 사이클을 적용하여 분석하였으며 이들 두 인자가 성능에 여향을 미치고 있고, 실험 결과에서도 같은 추세를 보였다.

• 원자력산업
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• 제20권6호통권208호
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• pp.31-44
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• 2000

본 연구에서 액체금속로의 노심용융(core meltdown)으로 인한 초 즉발 임계(super-prompt critical)의 출력 폭주 사고시, 노심의 반응도 및 열수력 특성 변화와 에너지 방출량등을 계산하기 위하여, Bethe-Tait 방버론을 수정, 보완한 분석 모델이 개발되었다. 주요 보완 내용으로서는, 금속 연료 노심의 단상 액체 영역에서의 선형의(Linear) threshold 형태의 상태 방정식뿐만 아니라 포화 증기(saturated fuel vapor) 영역에서의 상태 방정식이 개발되었고, 이에 따른 노심 붕괴 반응도(disassembly reactivity)의 분석 모델이 개발되었다. 또한 도플러 반응도 효과를 고려하기 위한 분석모델도 아울러 개발되었다. 상기 보완 모델을 실행할 수 있는 수치 해석 프로그램이 개발되었고, 이를 활용하여 KALIMER에서 HCDA가 발생하였을 경우 노심에서의 에너지 방출량 계산이 수행되었다. 분석결과 도플러 효과와 포화 증기 영역에서의 압력 증가 및 노심팽창의 중요성이 확인되었다. 도플러 효과가 고려되지 않을 경우 HCDA는 분석된 모든 반응도 삽입률에 대하여 폭발적인 에너지 방출과 함께 사고가 종결되는 것으로 평가되었다. 그러나 도플러 상수가 최적 평가치인 -0.002인 경우 50$/s이하의 반응도 삽입률에서는 노심은 비등점(0.8KJ/g)에 도달치 않았으며, 설계 기준 사고인 100$/s의 경우에도 노심은 포화 증기 영역에 머물고 압력이 급격히 증가하는 단상(single phase)액체 영역의 threshold 값에 미치지 않기 때문에 사고는 핵연료 증기(vapor)의 점진적인 분산과 함께 종결되는 것으로 분석되며, 총 에너지 발생량은 약 1,800MJ로서 기계적 손상 에너지로 전환되는 분율을 고려할 때 KALIMER 원자로 용기의 구조 설계 기준치에 비해 상당한 여유도를 갖는 것으로 평가되었다.

• 선박안전
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• 통권31호
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• pp.14-24
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• 2011

최근 국제유가 상승과 탄소배출량 규제에 따른 친환경 선박의 개발 요구가 증대되고 있으며 이는 일반선 뿐만 아니라 어선에서도 마찬가지이다. 본 논문에서는 유류비 증가 및 어선의 노후화 등으로 인한 국내 어업 경쟁력의 약화 및 채산성 악화를 극복하기 위한 방안으로 연근해 어선용 추진기 개발을 위한 연구를 수행하였다. 현재 국내 어선현황에 기초하여 대표 선종인 130톤급 예망어선을 대상선으로 선정하고 추진기의 추진성능을 이론 및 실험적으로 평가 분석하였으며, 모형 시험 및 수치 해석 결과를 종합해 볼 때, 대상선의 프로펠러는 과도한 캐비테이션이 발생되는 상태에서 매운 높은 수준의 소음과 진동이 발생하는 것으로 추측된다. 이는 어선의 추진력 감소에 따른 연료비의 증대, 캐비테이션에 의한 추진기 손상, 과도하게 발생되는 소음에 따른 어획량 감소의 주된 원인이 된다. 본 연구를 통해 일반 상선의 추진성능 평가에 적용되는 최신 기술을 어선 추진기에 적용하여 모형시험 및 이론 성능 평가 과정을 정립하였으며, 이를 통해 앞으로 어선 추진기의 성능을 상당 부분 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-37
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• 2015

본 연구는 케로신 연료를 사용하는 액체로켓엔진에서 발생할 수 있는 연소불안정으로 인하여 파괴될 수 있는 연소기의 손상을 수치적으로 모사하는 해석 모델의 기초연구이다. 연소불안정으로부터 야기 될 수 있는 케로신의 데토네이션은 1단계 아레니우스 식의 화학 반응식을 이용하였고, 구조체는 Johnson-Cook 강성모델을 활용하여 데토네이션으로 인한 금속관의 소성 변형을 모델링하였다. 금속관의 소성 변형에 의해 변화하는 유동장과 구조체의 스트레스를 노즐 형상과 관의 두께변화에 따라 해석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.97-100
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• 2011

액체로켓엔진의 점화는 그 시퀀스가 대단히 중요하며 시퀀스에 따라 엔진에 손상이 갈 수도 있다. 따라서 시동 시 hard start가 일어나지 않도록 많은 연구가 이루어지고 있다. 액체로켓의 점화 방법은 점화성 연료를 많이 사용하며 그 중 TEAL 역시 대기 중의 산소과 접촉하면 발화되는 자연발화 물질이다. TEAL을 사용하는 점화방법은 케로신-액체산소 엔진의 주요한 점화방식 중의 하나이나 아직까지 국내에서는 다단연소사이클 산화제 과잉 예연소기에 TEAL을 사용하여 점화 시험을 실시한 경험이 거의 없기 때문에 본격적인 시험에 앞서 이를 예측해 보고자 한다.