• 해양환경안전학회지
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• 제18권3호
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• pp.267-272
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• 2012

에너지 생성에 따른 탄소배출문제로 국제 에너지 기구는 세계 주요국의 에너지 효율을 15~30[%]이상 향상시키도록 권고하고 있으며, 국내 에너지 정책 동향도 에너지 절감 및 탄소 배출에 대해 정부에서 인센티브 및 페널티 프로그램을 제고하는 방향으로 가고 있다. 각국의 산업 현장에서 유체 이송용 펌프가 전기에너지의 20[%]를 소비하고 있는 실정으로, 주요 에너지 낭비 요인으로는 장시간 운전에 따른 효율 저하, 부적절한 설계 및 설비 등이 있다. 이러한 낭비를 줄이기 위해 펌프의 효율을 측정하여 펌프의 운전 상태를 진단하고자, 본 논문에서는 열역학적 방법으로 온도와 압력센서만을 활용하여 펌프의 최고 효율점을 측정할 수 있는 방법을 제시하고 실제 펌프의 효율을 계산하여 펌프제조사에서 제공한 성능곡선과 비교한 결과 유사한 성능곡선을 얻어 그 유효성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.29-36
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• 2017

본 논문은 열병합 복합발전이란 하나의 프로세스에서 전기 또는 기계 동력과 열에너지의 두 형태를 생산하는 것이다. 가스터빈 열병합 발전 시스템의 각 구성부의 성능을 변수로 전체 시스템의 연료 소모와 각 구성부의 열과 전기의 성능을 표현하여야 한다. 전체시스템은 상부 시스템인 가스터빈 2대와 하부시스템인 열회수 증기발생기(HRSG) 2대, 증기터빈 1대, 지역난방열교환기 2대로 구성되어 있다. 가스터빈 열병합 복합발전시스템에서 가동시간 기준 10,000시간 후 성능시험을 각종 시험장치 설치 및 ASME PTC 46에 준한 성능시험으로 실시하였고, 발전소 전체의 종합출력과 효율에 대한 성능을 분석하였다. 이러한 성능시험 실시자료를 기초로 시험성능을 비교하여 성능변화 값을 확인하였다. 이 논문에서 가스터빈, 열회수 증기발생기, 증기터빈의 열역학적 시스템 해석을 통하여 이론적 결과 값을 산출하였다. 비교 대상은 전체 시스템의 생산열량과 대기로 배출되는 열량을 이론값과 실험값을 비교하였고, 전기출력 및 열 출력에 대한 효율을 이론값과 실제 값을 비교하였다. 가스터빈 열병합 복합발전소 성능 특성에 대한 시험결과를 열역학적 효율 특성과 비교하였으며, 0.3%의 오차를 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.699-707
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• 2017

본 연구에서는 아홉 종류의 작동유체를 고려하여 저온 열원으로 구동되는 아임계 및 초월임계 유기 랭킨 사이클의 열역학적 성능 특성을 비교 해석한다. 터빈입구압력, 열원온도 및 작동유체가 열교환기 내 온도분포와 핀치포인트, 작동유체의 유량, 시스템 출력 및 열효율 등 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석한다. 해석 결과는 작동유체의 압력이 아임계 영역에서 초임계 영역으로 높아지면 열교환기에서 열원과 작동유체 사이의 온도 불균일 정도가 감소하면서 시스템 출력이나 열효율 등은 증가하나 시스템의 단위출력당 터빈 크기는 작아짐을 보여준다.

• 한국해양공학회지
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• 제13권4호통권35호
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• pp.159-168
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• 1999

부유식 파랑에너지 변환시스템(Oscillating Water Column)에 대한 해석은 입력파와 챔버, 챔버내 공기의 상호작용으로 인하여 어려움이 많다. 이 논문은 이와 같은 요소를 고려하면서도 쉽고 간편한 해석법을 제시한다. 파랑에너지에 의한 자가발전은 파랑에너지를 기계적 운동으로 변환하고 이를 전기에너지로 변환함으로써 가능하다. 본 논문은 파랑에너지에서 기계적 에너지로 변환하는 과정에 집중하여 그 부분의 성능을 해석한다. 단일 진동수 규칙파가 입력되었을 때에 파에 의하여 챔버의 상하운동이 선형적으로 발생하는 것으로 보며, 이 상하운동에 챔버내의 압력 영향을 고려하였다. 상하운동과 챔버내로 투과한 파, 그리고 챔버내 압력에 의해 발생되는 파에 의해 챔버내의 상대운동을 정하고, 그 상대 운동에 의한 공기의 압축 팽창과 온도상승을 근사적 열역학적 방정식으로 해석하였고 오리피스를 통한 유량을 결정하였다. 얻어진 식은 간단하면서도 관련요소의 영향을 전반적으로 표현한다. 결과에 따르면 고정식의 에너지 변환식은 부유식의 특별한 경우로서 파악되었다. 또한 고정식의 시스템을 그대로 부유식으로 바꿨을 때 그 변환효율은 적어지는 것으로 나타났다. 본 해석법은 계산이 간편하므로 설계단계에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.58-63
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• 2011

본 연구는 주거공간에 배치된 가연물의 열역학적 연소모델을 구현하는데 목적이 있다. 화재하중과 화재 강도는 성능설계의 사용이 증가함에 따라 건축물 화재안전 설계에 중요한 요소로 대두되고 있으며, 컴퓨터를 이용한 수치해석을 통해 예측이 가능해 지고 있다. 주거 가연물의 열역학적 연소특성을 예측하기 위해 각 가연물의 수치해석용 모델을 설계하였다. 해석된 결과를 검증하기 위해 수치해석의 결과를 실물 연소실험의 열방출량 결과와 비교하였다. 수치해석을 위해 FDS를 사용하였으며, 난류해석을 위해 LES모델이 사용되었다. 검증결과 열방출율 및 총발열량은 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제5권2호
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• pp.141-155
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• 1993

Thermodynamic properties of R-32 are calculated and its refrigeration performance is evaluated for the purpose the feasibility study of replacing R-22 with R-32. (1) Refrigeration effect of R-32 is superior to that of R-22 because heat of evaporation of R 32 is about 50% higher than that of R-22. However, COP of R-32 system is 10-30% lower than that of R-22 system. It is mainly attributed to the vapor pressore of R-32 being about 62% higher than R-22. (2) Since the pressure ratio and the specific heat ratio of R-32 system is higher than those of R -22, compressor discharging temperature rises as high as to $130-150^{\circ}C$. It may cause mechanical failure of compressor due to the breakdown of lubricant. Compressor should be improved to lower the temperature if R-32 is to replace R-22. (3) Averaged two-phase heat transfer coefficient of R-32 is about 10-20% higher than that of R-22. It may assume better heat exchanger effectiveness but not guarantee the better COP of R-32 system than R-22. (4) The high vapor pressure is the first reason to drop R-32 out of the line of R-22 alternative refrigerant. So, refrigerant mixtures based on R-32 are recommended to adjust the vapor pressure first and keep superior volumetric capacity of R-32.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.278-286
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• 2015

This paper presents the analytical results of the thermodynamic performance characteristics for a cogeneration system using regenerative organic Rankine cycle (ORC) driven by low-grade heat source. The combined heat and power cogeneration system consists of a regenerative superheated ORC and an additional process heater in a series circuit. Eight working fluids of R134a, R152a, propane, isobutane, butane, R245fa, R123, and isopentane are considered for the analysis. Special attention is paid to the effect of turbine inlet pressure on the system performance such as thermal input, net power and useful heat productions, electrical, thermal, and system efficiencies. The results show a significant effect of the turbine inlet pressure and selection of working fluid on the thermodynamic performance of the system.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.223-231
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• 2011

The thermal efficiency of energy-to-power conversion becomes uneconomically low when the temperature of heat source drops below $370^{\circ}C$. ORC (Organic Rankine Cycle) has attracted much attention in last few years due to its potential in reducing consumption of fossil fuels and relaxing environmental problems, and its favorable characteristics to exploit low-temperature heat sources. In this work thermodynamic performance of ORC using nine working fluids is comparatively assessed. Special attention is paid to the effect of system parameters such as turbine inlet temperature and pressure on the characteristics of the system such as volumetric flow rate and quality at turbine exit, latent heat, net work as well as thermal efficiency. Results show that in selection of working fluid it is required to consider various criteria of performance characteristics as well as the thermal efficiency. Results also show that the system efficiencies become same irrespective of kind of working fluid when the temperature of heat source decreases to low range.

• 설비공학논문집
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• 제3권4호
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• pp.286-296
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• 1991

The thermodynamic properties of R134a, the prospective R12 alternative, have been computerized using Martin-Hou equation of state and the coefficients given by Willson-Basu. Several experimental results in literatures for PVT data, saturated vapor pressure, saturated liquid density are compared with the calculated results to investigate the accuracy. The average deviation (max. deviation) is 0.13% (0.25%) for saturated liquid density, 0.25% (0.8%) for PVT data. Thermodynamic properties, enthalpy, entropy are compared with the NIST's. The maximum percent difference is 3% for saturated liquid enthalpy, 1.5% for saturated vapor enthalpy, 4% saturated liquid entropy, and 0.7% for saturated vapor entropy. Correction of W-B's coefficients and inclusion of the sixth term of M-H EOS for improvement of accuracy are recommended. R134a and R12 are compared with respect to refrigeration performance. COP's are different from each other within 3%. Refrigeration effect of R134a is superior to that of R12 but refrigeration capacity of R134a is inferior to that of R12 because the volumetric efficiency of the system using R134a is lower than that of the system using R12.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.237-242
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• 2005

가스터빈엔진에서 압축기가 사용하는 에너지는 터빈에서 생성하는 에너지의 $30-50\%$까지도 이르기 때문에 압축기의 일을 줄이는 연구는 가스터빈의 효율을 증가시키는 문제와 연관된 중요한 연구주제이다. 압축기의 일을 줄이는 한 가지 방법으로 압축기의 입구에 물입자를 분사하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 물입자가 증발하면서 압축기 출구의 온도를 낮추어서 결과적으로 압축과정에 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 방법이다. 이전까지의 연구는 열역학적 해석에 집중하여 온도 및 일의 감소를 해석하거나, 실험에 근거하여 가스터빈의 성능변화에 집중되었다. 본 논문에서는 물분사의 영향을 마이크로터빈용 원심압축기에 적용하여 열역학적 해석 뿐 아니라 공력학적 해석을 수행하였다. 물을 분사할 경우 공기압축과정보다 임펠러 출구 유동각이 줄어들었으며, 증발율이 높을수록 유동각 감소가 증가하였고, 압력비가 낮을수록 유동각 감소가 증가하였다.