• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.7-13
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• 2021

최근 주유취급소 내의 건축물에 편의점, 자동차 수리점 등의 부대시설이 증가하고 있다. 이에 따라 부대시설에서 화재 발생 시 고정주유기에 미치는 화재의 영향을 알아보고 현행 규정의 타당성을 검증할 필요성이 있다. 본 논문에서는 부대시설에서의 화재 시 고정주유기까지의 이격거리에 따라 미치는 복사열의 영향을 알아보는 연구를 진행하였다. FDS 5.5.3을 사용하여 화재모델링을 하였고, 화원의 크기는 실규모 화재평가 장치를 이용한 사무실의 연소실험을 통한 단위면적당 열방출율을 입력하였다. 화원과 고정주유기의 이격 거리는 '위험물안전관리법 시행규칙 별표13 주유취급소의 위치·구조 및 설비의 기준'에서 명시하는 2 m 부터 이격거리를 1 m 간격으로 늘여가며 10 m까지 화원의 크기를 Case A의 경우 512.41 kW/m², Case B의 경우 250 kW/m²로 설정하여 총 13개의 시나리오를 구성하여 연구를 진행하였다. 시뮬레이션을 통해 2 m의 이격거리는 부대시설의 화재 시에 주유기의 안전성을 확보하지 못하는 것으로 나타났으며 최소 4m 이상의 이격거리에서 복사열이 피해를 미치지 않는 것으로 나타났다. 이에 따라 부대시설의 화재 발생시 복사열을 차단할 수 있는 설비가 필요하며 부대시설의 용도를 제한하거나 건축물과 고정주유기의 이격거리를 다시 제고하는 방안이 필요할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.1-6
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• 2021

한번 배출된 수은은 소멸되지 않고 자연환경에 축적 및 순환되며 생태계 및 인류보건에 심각한 위해를 준다. 미국에서는 수은의 인위적 배출량의 약 32 %를 차지하는 것으로 알려진 석탄 화력발전소의 배출가스의 증기수은 제거를 위해 황점착 활성탄 사용을 고려하고 있다. 본 연구애서는 석탄 연소설비 배출가스 중의 증기상의 원소수은을 저감하기 위한 고효율의 다공성 수은흡착 소재를 개발하여 소재의 수은 흡착 특성을 조사하였다. 30℃에서 증기수은 흡착능 조사결과 수은흡착용으로 상용화된 활성탄 Darco FGD 대비 실리카 나노소재인 MCM-41의 경우는 약 35 %에 불과하였으나 황을 1.5% 함침한 경우 133 %까지 증가하였고, 폐동 재생공정에서 회수한 용광로 비산재의 경우는 523 %의 효율을 보였다. 또한 30 ℃, 80 ℃ 및 120 ℃의 온도에서 흡착능을 조사한 결과 80 ℃에서 가장 우수한 흡착성능을 나타냈다. MCM-41은 실리카 나노튜브로 구조가 견고해 여러 번 재사용할 수 있을 뿐더러 활성탄을 사용할 경우 우려되는 열점형성으로 인한 화재 가능성이 없어 추가적인 장점까지 지니고 있다.

• 한국환경보건학회지
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• 제33권2호
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• pp.92-97
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• 2007

A series of source tests were conducted to characterize emissions of nitrogen oxide(NOx, NO, $NO_2$), carbon mon oxide(CO), carbon dioxide$(CO_2)$ and total VOCs from portable combustion devices in steady-state using well-mixed chamber. Since use of portable gas range is widespread in houses and restaurants in Korea, it is important to characterize the emission of air pollutants and suggest optimum ventilation rate. Ranges of emission rates of air pollutants from portable gas ranges were $NO \;0.551\sim0.939mg/hr,\;NO_2\;0.354\sim1.080mg/hr,\;NO_x\;1.207\sim1.631mg/hr,\;CO\;1.389\sim4.21mg/hr,\;CO_2\;2426.823\sim2973.495mg/hr$, and VOCs $0\sim0.119mg/h$. Mean of personal exposure and indoor environment level of $NO_2$ by combustion of portable gas range were 74.7 ppb and 65.4 ppb, respectively, suggesting persons using portable gas range in houses and restaurants might be highly exposed. Required ventilation rate to control the air pollutants emitted from portable gas range was maximumly $3.131m^3/hr$ on the basis of $NO_2$ indoor air quality standard.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.76-85
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• 2016

본 연구에서는 병참연료인 가솔린을 연료프로세서의 연료로 선택하여 광범위한 온도범위에서도 적용가능한 시동 및 제어 전략을 제시하였다. 가솔린 연료프로세서는 시동 초기 단계에서 연소 방식으로 상온상태의 자열개질기 촉매를 라이프온도까지 가열시킨다. 안정적인 가솔린-공기 혼합기체의 점화를 위하여 유동방향 기준 촉매 하단에 글로우 플러그를 설치하였다. 자열개질기가 촉매반응을 시작하면 가솔린 연료프로세서의 개질기는 정상상태까지 POX 모드, 부분 ATR 모드, 완전 ATR 모드 순으로 운전된다. 최종적으로 확립된 시동 및 제어 전략은 상온 및 저온 환경에서 가솔린 연료프로세서의 실제 실험을 통해 타당성을 확인하였다. 그 결과 가솔린 연료프로세서는 상온 및 저온에서 40분 이내에 정상상태에 도달하여 수소 37 ~ 42 vol.%(dry basis), 일산화탄소 0.3 vol.%의 개질가스를 생성할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.65-72
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• 2014

터보펌프 터빈로터의 열구조적 적합성 검증을 위한 터빈로터-파이로시동기 연계시험을 수행하였다. 새로운 추진제를 적용한 파이로시동기와 열응력 경감 설계 및 터빈 동익 표면 건전성 향상을 위한 후 가공 공정이 적용된 터빈로터시편이 시험에 사용되었다. 시험은 75톤급 엔진시동을 위한 파이로 시동기의 연소가스를 터보펌프 터빈로터와 동일한 형상의 시편에 분사하는 방식으로 이루어졌다. 터빈에 가해지는 열 부하는 운용 설계점에서 극한 조건까지 세 종류로 구분하여 시험을 진행하였으며 모든 시험에서 터빈로터의 손상은 발견되지 않았다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권6호
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• pp.54-63
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• 2015

본 연구에서는 고온/고압의 연소가스에 의해 야기되는 노즐목 삭마현상의 분자수준 메커니즘을 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 관찰한다. 노즐목은 두 개의 그래핀으로 구성된 그래파이트로 모델링하고 분자동역학 시뮬레이션은 충분한 속도를 가지고 그래파이트에 충돌하는 $H_2O$ 분자와 $CO_2$ 분자가 지속적으로 생성되는 과정과 평형상태의 시뮬레이션으로 구성된다. 반응을 모사할 수 있는 ReaxFF 포텐셜을 사용하며, 충돌에 의해 야기되는 $H_2O$ 및 $CO_2$ 분자의 해리와 화학적 삭마와의 관계에 중점을 두고 관찰하고자 하며, 거시적인 관찰결과들과 비교하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.97-97
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• 2015

전 세계적으로 화석연료의 고갈 및 환경오염 문제를 해결하기 위해 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 신재생에너지에는 수소 에너지, 자연 에너지(태양열, 지열 등), 바이오 매스 에너지 등이 포함된다. 이 중 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 있는 물과 탄화수소로부터 얻어지며, 연소 시에도 다시 물을 형성하여 오염 물질을 배출하지 않는 차세대 무공해 에너지원으로써 주목을 받고 있다. 수소 제조를 위한 공정에는 수증기 개질 공정(steam reforming), 부분 산화(partial oxidation) 및 자열개질(autothermal reforming) 등이 있으며 실제로 생산되는 대부분의 수소는 탄소/수소비(1:4)가 높은 메탄($CH_4$) 가스를 이용한 메탄 수증기 개질 공정(steam methane reforming)을 통하여 제조된다. 이 때 수소 제조의 고효율화 및 저비용화를 위해서는 반응물에 대한 높은 선택도, 고활성도 및 높은 안정성을 갖는 촉매가 반드시 필요하며, 대표적으로 Ni, Pt, Ru 등이 보고되고 있다. 이러한 촉매들은 대부분 세라믹 pellet 형태로 제작되어 왔으나 열전도도가 낮고 물리적 충격에 취약하다는 단점이 존재한다. 따라서 우리는 이러한 단점을 극복하고, 촉매의 활성을 높이기 위하여 다공성 금속 합금 폼을 촉매 지지체로 도입하였다. 또한, 다공성 금속 합금 폼 표면에 촉매의 분산 및 안정성을 향상시키기 위해 지지체와 촉매 사이에 원자층 증착법을 이용하여 inter-layer를 도입하였다. 이들의 구조, 형태, 및 표면의 화학적 상태는 주사전자현미경, EDS (energy dispersive spectroscopy)가 탑재된 주사전자현미경, X-선 회절, 및 X-선 광전자 분광법을 이용하여 규명하였다. 더하여 정전압-전류 측정법 및 유도 결합 플라즈마 분광 분석기을 이용하여 전기 화학 반응을 유도하고, 반응 후 전해질의 성분분석을 통해 촉매와 지지체 간의 안정성을 평가하였다. 따라서 본 결과들은 한국진공학회 하계정기학술대회를 통해 좀 더 자세히 논의될 것이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.174-180
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• 2017

Recently, the world faces the environmental problem such as air pollution due to harmful gas discharged from car and abnormal climate due to the green-house gases increased by the discharge of $CO_2$. Compressed Natural Gas (CNG), one of alternative for this problem, is less harmful, compared to the existing fossil fuel, as gaseous fuel, and less carbon in fuel ingredients and carbon dioxide generation rate relatively favorable more than the existing fuel. However, CNG fuel has the weakness of slow flame propagation speed and difficult fast burn. On the other hand, hydrogen does not include carbon in fuel ingredients, and does not discharge harmful gas such as CO and HC. Moreover, it has strength of quick burning velocity and ignition is possible with small ignition energy source and it's has wide Lean Flammability Limit. If using this hydrogen with CNG fuel, the characteristics of output and discharge gas is improved by the mixer's burning velocity improved, and, at the same time, is possible to have stable lean combustion with the reduction of $CO_2$ expected. Therefore, this research tries to identify the characteristics of engine and emission gas when mixing CNG fuel and hydrogen in each portion and burning them in spark igniting engine, and grasp the lean combustion limit and emission gas characteristics according and use it as the basic data of hydrogen-CNG premixed engine.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권1호
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• pp.165-173
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• 1997

The present study investigates heat/mass transfer for flow through perforated plates for application to combustor wall and turbine blade film cooling. The experiments are conducted for hole length to diameter ratios of 0.68 to 1.5, for hole pitch-to-diameter ratios of 1.5 and 3.0, for gap distance between two parallel perforated plates of 1 to 3 hole diameters, and for Reynolds numbers of 60 to 13, 700. Local heat/mass transfer coefficients near and inside the cooling holes are obtained using a naphthalene sublimation technique. Detailed knowledge of the local transfer coefficients is essential to analyze thermal stress in turbine components. The results indicate that the heat/mass transfer coefficients inside the hole surface vary significantly due to flow separation and reattachment. The transfer coefficient near the reattachment point is about four and half times that for a fully developed circular tube flow. The heat/mass transfer coefficient on the leeward surface has the same order as that on the windward surface because of a strong recirculation flow between neighboring jets from the array of holes. For flow through two perforated plate layers, the transfer coefficients on the target surface (windward surface of the second wall) affected by the gap spacing are approximately three to four times higher than that with a single layer.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.11-19
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• 2015

본 논문에서는 다물질(가연성 기체 혼합물과 금속관) 수치 해석 기법을 활용하여 밀리미터 크기의 얇은 두께의 금속관 내에서의 데토네이션을 모델링하였다. 데토네이션의 해석을 위하여 수소와 에틸렌 혼합물의 실험과 이론적 값을 기반으로 최적화된 1단계 아레니우스 형태의 화학 반응식, 이상기체 상태 방정식을 활용하여 모델링하였다. 또한 금속관의 재료인 구리와 철은 Mie-Gruneisen 상태 방정식과 Johnson-Cook 강성 모델을 활용하여 큰 압력에 의한 관의 소성 변형을 모델링하였다. 다물질 수치 해석을 위한 경계면의 추적 및 경계면 값의 결정은 각각 hybrid particle level-set 기법과 ghost fluid method(GFM)을 통하여 획득하였다. 수치적 해석 결과는 실험값과의 비교를 통하여 검증 하였으며, 관두께(두꺼운 관과 얇은 관)에 따른 내부 유동장의 변화를 확인하였다. 얇은 관의 경우, 데토네이션에 의해 발생하는 높은 내부 압력에 의하여 관의 소성 변형이 일어나고, 이에 따라 발생하는 팽창파에 의해 내부 기체 혼합물의 압력 및 밀도의 감소현상을 확인하였다.