• 전기의세계
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• 제38권3호
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• pp.19-25
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• 1989

Observer에 의한 상태추정방식을 사용하여 실제 플랜트제어를 구현하는 방법을 살펴보고자 한다. 제어분야에 있어서 디지탈화는 컴퓨터기술의 진보와 함께 꾸준히 발전하여 왔으며 산업의 여러 현장에서 그 우수성이 입증되고 있다. 종래의 아나로그제어에 전적으로 의존하고 있던 플랜트제어도 아나로그 방식을 디지탈화한 여러 제어방식이 출현, 현재 점차로 적용되고 있다. 더우기 시스템의 파라메타들과 상ㅌ변수 등의 추정에 의한 고도의 현대제어는 그 물리적, 열역학적 해석이 정확히 주어짐으로 보다 우수한 플랜트제어를 가능하게 하고 있다. 미국이나 일본의 경우 시스템 모델링에 의한 플랜트 제어로의 접근이 이미 60년대와 70년대에 걸쳐 활발히 진행되어 현재는 엔지니어링 차원으로의 시도가 이루어지고 있다. 현대제어이론의 발전플랜트에의 적용은 제어의 질의 향상 뿐만아니라 효율향상과 기기수명 측면에서도 그 효과가 상당하여, 앞으로 이에 대한 활발한 연구와 실제 적용을 기대해 본다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.85-96
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• 2003

로켓 엔진 노즐의 설계에서 동결 유동 해법과 동일한 수치적 특성을 가지는 화학 평형 해석은 노즐의 열역학적 최대 성능을 예측하는 효율적인 설계 도구로 이용될 수 있다. 본 연구에서는 탄화수소 연료 로켓 엔진 설계를 위한 화학적 평형 유동 해석 코드를 개발하였다. 로켓 노즐을 통한 팽창과정에서 일어나는 화학 성분의 재결합 효과와 이에 수반하는 에너지 회복과 같은 열화학적 특징을 이해하기 위하여, KSR-III 로켓 노즐에 대하여 동결유동 해석 및 비평형 유동의 해석과 더불어 화학적 평형 유동 해석을 수행하였다. 유동 해석 결과에 기초한 KSR-III 엔진 성능 평가로부터 노즐에서의 열화학적 특징을 이해할 수 있었으며, 이와 더불어 열화학적인 효과를 고려할 때 출구 면적비를 줄여서 수정된 새로운 노즐 형상이 지상 추력을 증대시키기 위한 적절한 설계임을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.293-299
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• 2012

대형 선박의 추진용 디젤엔진에서 버려지는 배기가스의 열을 회수하기 위한 랭킨사이클이 적용된 발전시스템에 대하여 R245fa 및 water 의 작동유체들에 따른 열역학적 효율 특성을 분석하였다. 그 이론적인 계산 결과로, 고정된 질량유량의 R245fa 에 대하여 터빈입구의 압력이 증가할수록 사이클, 시스템, 및 전체적 효율이 증가하였고, 사이클에 의해 발생되는 순동력도 증가하는 특성을 보였다. 반면, water 의 경우에는 R245fa 에 비하여 더 낮은 질량유량 및 터빈입구 압력의 비율에서 최대의 시스템 효율을 보였다. 또한 water 에 대하여 최적화된 사이클의 순출력, 시스템 효율, 및 전체적 효율의 값들은 R245fa 의 경우보다 더 크게 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.416-423
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• 2009

High-temperature steam electrolysis (HTSE) using solid oxide cell is a challenging method for highly efficient large-scale hydrogen production as a reversible process of solid oxide fuel cell (SOFC). The overall efficiency of the HTSE hydrogen and synthesis gas production system was analyzed thermo-electrochemically. A thermo-electrochemical model for the hydrogen and synthesis gas production system with solid oxide electrolysis cell (SOEC) and very high temperature gas-cooled reactor (VHTR) was established. Sensitivity analyses with regard to the system were performed to investigate the quantitative effects of key parameters on the overall efficiency of the production system. The overall efficiency with SOEC and VHTR was expected to reach a maximum of 58% for the hydrogen production system and to 62% for synthesis gas production system by improving electrical efficiency, steam utilization rate, waste heat recovery rate, electrolysis efficiency, and thermal efficiency. Therefore, overall efficiency of the synthesis production system has higher efficiency than that of the hydrogen production system.

• 공업화학
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• 제24권4호
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• pp.337-343
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• 2013

멤브레인 반응기는 멤브레인과 반응기를 결합하여 반응과 분리의 단위공정을 하나로 결합함으로써 전체공정을 단순화하고 반응효율을 높이고자 하는 혁신 기술로써, 멤브레인을 이용한 생성물의 선택적 제거를 통해 열역학적 평형을 뛰어넘는 전환율, 부반응물 생성 억제에 의한 반응 효율 및 선택성을 향상시킬 수 있다. 특히 이온전도성 세라믹을 이용한 멤브레인 반응기는 연료전지의 개발, 고순도 산소/수소의 분리/정제, 이산화탄소의 전환 및 다양한 화학제품제조에 까지 응용될 수 있기 때문에 시장의 확대와 더불어 크게 발전할 수 있을 것으로 기대된다. 본 총설에서는 수소이온 전도성 세라믹 멤브레인 반응기에 대한 연구동향과 다양한 응용분야 및 향후 전망 등에 고찰해 보고자 한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권1호
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• pp.26-46
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• 2020

이 연구의 목표는 관개된 옥수수 밭에서의 복사, 에너지 및 엔트로피의 교환을 평가하고 문서화하는 것이다. 열역학적 관점에서, 우리는 이 농업생태계를 태양 복사로 인해 시스템 내부와 외부 사이에 큰 경도(gradient)가 부여되는 열린 열역학적 시스템으로 간주하였다. 따라서 시스템이 평형에서 멀어질 때, 열역학적 원칙에 따라 비평형 소산 과정(nonequilibrium dissipative process)인 이 생태-사회시스템이 모든 생물, 물리, 화학 및 인위적 구성 요소를 사용하여 태양으로부터 주어진 경도에 저항하여 이를 감소시키도록 움직인다고 가정하였다. 이 가설을 검증하기 위한 첫 단계로서 미국 네브라스카의 옥수수 밭에 위치한 AmeriFlux의 NE1 사이트에서 2003년부터 2014년까지 관측된 플럭스 및 미기상 자료를 사용하여 복사, 에너지 및 엔트로피의 교환을 정량화하였다. 12년 평균한 생장기간의 결과에 따르면, 시스템의 에너지 포획(순복사와 하향단파복사의 비, R_n/R_s↓)은 옥수수의 생장과 함께 증가하였고, 생장기간이 비생장기간보다 약 80% 높았다. 생장기간 동안 시스템 내의 엔트로피 생성(σ)은 평균 9.56 MJ m^-2 K^-1이었고, 주로 하향단파 복사에 의해 결정되었다. 엔트로피 수송(J)은 잠열플럭스, 순장파복사, 현열플럭스의 순으로 기여하였고, 시스템 외부 환경으로 퍼낸 양은 σ의 ~84%에 해당하는 -7.99 MJ m^-2 K^-1이었다. 따라서 매년 생장 기간동안 시스템 내에 순 축적된 엔트로피(dS/dt)는 1.57 MJ m^-2 K^-1이었다. 탄소 흡수 효율(CUE)은 1.25~1.62, 물 사용 효율(WUE)은 1.98~2.92 g C (kg H₂O)^-1이었고 모두 옥수수의 성장과 함께 증가하였다. 극심한 가뭄으로 관개가 더 빈번하게 행해진 2012년의 경우, σ와 J가 모두 평년보다 10% 많은 최대값을 보였고, 그 결과 서로 대부분 상쇄되어 dS/dt는 평년보다 조금 높은 수준에 머물렀다. 가뭄 중에도 빈번한 관개로 인해 엔트로피 수송의 주된 경로가 현열플럭스에서 잠열플럭스로 바뀌면서 생산량과 CUE는 평년 값을 웃돌았으나 물과 빛의 사용 효율은 오히려 낮아졌다. 이러한 결과에 근거하여 관개된 옥수수 생태-사회시스템의 지속가능성의 변화를 평가하기에는 아직 여러가지 문제가 남아있다. 자기-조직화 과정은 시스템과 주변 간의 경도를 효과적으로 감소시키는 역할을 한다. 따라서 엔트로피 자료와 함께, 지속가능성의 척도가 되는 자기-조직화 역량을 나타내는 스펙트랄 엔트로피, 또는 하부시스템의 구조 및 에너지·물질의 흐름의 강도와 방향의 변화를 가늠할 수 있는 역학적 과정망(dynamic process network) 분석 등의 추가 연구가 병행되어야 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.379-383
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• 2011

본 연구에서는 두 종류의 다공성 유리막을 이용하여 전기삼투 펌프를 제작하였다. 전기삼투 펌프의 성능은 탈이온수와 1 mM 나트륨 테트라붕산염 데카수화물 완충액을 이용하여 최대유량, 최대전류 그리고 최대압력의 항으로 표현하였다. 최대유량과 최대전류는 ROBU 사의 다공성 유리막의 높은 공극률에 기인하여 DURAN 사의 다공성 유리막 보다 높은 값을 가졌다. 그러나 최대압력은 비슷하였다. 열역학적 효율은 ROBU 사의 다공성 유리막이 DURAN 사의 다공성 유리막보다 2 배 정도 높은 값을 가졌으며, 최대유량당 최대전류 역시 ROBU 사의 다공성 유리막이 높은 값을 가졌다. 그러나 최대압력당 최대전류는 DURAN 사의 다공성 유리막에서 더 높은 값을 가졌다. 본 연구에서는 ROBU 사의 다공성 유리막은 낮은 출력으로 높은 유량을 구현할 수 있고, DURAN 사의 다공성 유리막은 낮은 출력으로 높은 압력을 구현할 수 있음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.807-815
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• 2017

본 연구에서는 회전증발에서 건조 온도에 따른 파클리탁셀의 잔류 펜탄 제거 효율에 대해 조사하였으며 건조 공정에 대한 동역학 및 열역학적 해석을 수행하였다. 모든 온도(25, 30, 35, 40, $45^{\circ}C$)에서 건조 초기에 많은 양의 잔류용매가 제거되었으며 건조 온도가 증가할수록 건조 효율은 증가하였다. 동역학적 해석을 위해 실험데이터 값을 다섯 종류의 건조 모델식(Newton, Page, Modified Page, Henderson and Pabis, Geometric)에 적용하였으며, 이 중 Henderson and Pabis 모델이 큰 결정계수 값과 작은 평균평방근편차 RMSD 값을 가져 가장 적합함을 확인하였다. 또한 열역학적 해석을 수행한 결과, 회전증발에서의 활성화 에너지 $E_a$는 4.9815 kJ/mol이었으며, 표준 Gibbs 자유에너지 변화(${\Delta}G^0$)는 음수 값인 반면 표준 엔탈피 변화(${\Delta}H^0$)와 표준 엔트로피 변화(${\Delta}S^0$)는 양수 값을 나타내어 건조 공정이 자발적 흡열반응이며 비가역적으로 수행됨을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.596-604
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• 2010

이중램제트(이중연소 및 이중모드) 추진기관의 작동특성 및 주요 설계인자를 파악하기 위하여 램제트/스크램제트 추진기관에 대한 공기 및 열역학적 관점에서 이론적인 분석을 수행하였다. 엔진의 효율계수를 적용한 열역학 사이클 해석을 수행하여 각 추진기관의 성능특성을 파악하고, 흡입구 성능 특성, 연소기 입구 마하수, 연소기 형상 및 당량비(연료분사량)에 따른 성능민감도를 분석하였다. 이를 바탕으로 이중램제트 추진기관의 성능설계방향을 제안한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권2호
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• pp.129-135
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• 2013

동결농축폐수처리의 기술은 열역학적 효율이 높고 에너지 소비량이 작아 중소규모로 적합하며, 용수 재활용과 융해열의 냉열 재이용이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 폐수 처리효율이 높은 동결농축폐수처리장치의 개발을 위해 수직원관 형태의 제빙관을 대상으로 염화나트륨수용액을 이용한 기초 실험을 통해 냉각면 온도, 기포 분사 방법에 따른 분리 성능을 확인 후 대표적 중금속인 Pb, Cr 수용액을 대상으로 냉각면 온도, 기포 직접 분사, 과냉각을 방지하기 위한 용질을 포함하지 않은 초기 빙층 두께의 영향에 따른 중금속 분리 성능을 실험 통해 확인하였다. 실험결과 두 수용액에서 모두 냉각면의 온도가 낮을수록 동결층의 성장속도가 빨라지고 용질의 분리효율이 저하되었다. 기포를 분사하는 방법 중에는 환모양의 노즐을 통해 동결계면에 직접 분사하는 방법이 원통벽면을 통해 간접 분사하는 것 보다 분리효율이 높게 나타났으며, 초기 빙층의 두께에 따른 실험에서는 1mm 보다는 5mm의 두께에서 분리효율이 더 우수한 것으로 나타났다.