• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.153-156
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• 2008

Ignition and combustion performance of a gas-turbine engine were changed by various high-altitude condition. A goal of this study is to make the small test facility to simulate high-altitude condition. To perform the low pressure condition, a diffuser was used in various diffuser front of primary nozzle pressure. To perform the low temperature, heat exchanger was used in various mixture ratio of cryogenic air and ambient temperature air. The experimental result shows that high-altitude conditions can be controled by diffuser front of primary nozzle pressure and mixture ratio of cryogenic air and ambient temperature air.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.14-14
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• 1999

비활성 가스제너레이터는 가스터빈 추진기관 및 기타 열기관을 이용하여 연소가 되지 않는 저온의 공기를 생산하는 기계장치를 말하며 이러한 저온의 비활성 기체를 화재 지역에 분사하는 경우 기존의 소방수를 이용한 화재 진압방식보다 매우 효율적으로 화재진압에 사용되어 질 수 있다. 일반적으로 민항기 등의 가스터빈 추진 기관에서 배기되는 기체내에는 터빈입구온도(TIT : Turbine Inlet Temperature)및 초과공기지수(Excess Air Coefficient)에 따라 다르게 나타나지만 TIT가 1500$^{\circ}$K인 경우 약 13-14%정도의 산소가 잔존하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 및 열교환 시스템 그리고 터빈 1단 등의 시스템 조합율을 통하여 대기 중의 기체의 온도를 영하 2$0^{\circ}C$ 및 산소함유량을 약 5%수준까지 낮춤으로서 이를 대형 화재 진압에 사용하기 위한 연구이다. 비활성 가스제너레이터에 사용하는 연료로는 Kerosene 및 CNG(Compressed Natural Gas)등이 사용될 수 있으며, 유량이 8.1kg/sec인 터보축 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 18750㎥ 부피의 비활성기체를 생산하는데 Kerosene 연료가 약 1톤(200＄ 이하)이 필요한 것으로 계산되며 이에 소요되는 시간도 약 52분에 지나지 않는 것으로 계산되었다. 만일 50kg/sec의 보다 큰 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 약 9분 정도가 필요한 것으로 계산되었다. 사용되는 가스터빈은 압축비가 15, 열교환기의 효율이 $\varepsilon$=0. 그리고 최종 터빈 1단의 팽창비가 1.25가 적합한 것으로 계산된다. 연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.11 no.5
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• pp.692-699
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• 1999

The vortex tube is a sample device for separating a compressed gaseous fluid stream into two flows of high and low temperature without any chemical reactions. The phenomena of energy separation through the vortex tube were investigated experimentally, to see the effects of the number of nozzle holes on the energy separation. The experiment was carried out with the number of nozzle holes from 1 to 10 by varying inlet pressure and cold mass fraction. The experimental results were indicated that the effective number of nozzle holes for the best cooling performance was found as 4. Also, to find effective use in a given operation conditions, the temperature difference of cold air and the cooling capacity of vortex tube was compared. The result is that cooling capacity was more important than temperature difference of cold air.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.512-512
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• 2012

최근 저온 대기압 플라즈마 장치의 개발로 대기 및 수질 환경, 바이오 메디컬분야로의 응용 연구가 활발히 진행되어 공기 중 플라즈마의 살균 및 정화효과에 대한 많은 결과가 발표되어 왔다. 본 연구는 면방전 구조의 DBD플라즈마 소스를 제작하여 He과 Ar 기체를 유입하여 미생물인 E.Coli의 변화를 관찰하였다. 면방전 구조의 DBD플라즈마 소스는 1.8 mm 두께의 유리기판위에 포토리소그라피 공정으로 미소전극을 형성하여 고밀도의 방전 셀을 형성하였으며 방전시 발생하는 열 효과를 제어하기 위하여 냉각장치를 제작하여 장착했다. 또한 유리기판과 포토 리소그라피 공정은 방전영역에 제한없이 다양한 크기의 소스제작이 가능하다. 셀 피치가 $400{\mu}m$이며 $cm^2$ 당 200여개의 방전 셀로 구성되어 있어서 기존 메쉬타입의 DBD플라즈마 장치에 비해 균일하게 플라즈마를 조사할 수 있으며 플라즈마 제트 장치에 비해서는 넓은 면적을 동시에 조사할 수 있게 되었다. Ar 과 He기체를 3 L/min의 유량으로 방전공간에 유입하면서 1kV의 구동전압으로 플라즈마를 발생 하였으며, 플라즈마의 조사시간을 20 s, 40 s, 60 s 간격으로 변화를 주어 E.Coli의 변화를 관찰하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.5
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• pp.503-511
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• 2013

The humidifying supply gas is important in terms of the performance efficiency and membrane life improvement of a PEM fuel cell. A planar membrane humidifier is classified as a cross-flow and counter-flow type depending on the flow direction, and heat and mass transfer occur between the plate and the membrane. In this study, the changes in heat and mass transfer for various inlet temperatures and flow rates are compared according to the flow direction by using the sensible and latent ${\varepsilon}$-NTU method. The obtained results indicate that the counter flow shows higher heat and mass transfer performance than the cross flow at a low flow rate, and the difference in performance decreases as the flow rate increases. Furthermore, changes in the mass transfer performance decrease considerably with a nonlinear increase in the inlet temperature, and variations of the heat transfer performance are small.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.11
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• pp.765-770
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• 2020

The turbochargers used widely in diesel and gasoline engines are effective devices to reduce fuel consumption and emissions. In this study, the isentropic turbine efficiency of the steady flow in a twin-scroll turbocharger for the passenger vehicle gasoline engine was analyzed. The cold gas test bench was designed and made. The pressure and temperature of the inlet and exit of the turbine were measured at 60,000, 70,000, 90,000, and 100,000rpm under the steady-state flow. The isentropic turbine efficiency was calculated. The efficiency was the range of 0.53 to 0.57. The BSR and expansion ratio were changed from 0.71 to 0.84 and from 1.24 to 1.72, respectively. The isentropic turbine efficiency decreased with increasing BSR and expansion ratio. The operation of only scroll A or B was compared with that of the twin-scroll turbine. The isentropic efficiency of using only scroll B was higher than those of only scroll A at 60,000rpm. The isentropic efficiency of using only scroll A was higher than those of only scroll B at 100,000rpm. Therefore, the twin-scroll turbine used in this study is operating effectively in the wide speed range.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.6
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• pp.656-662
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• 2007

Fuel reformer using plasma and shift reactor for CO oxidation were designed and manufactured as $H_2$ supply device to operate a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC). $H_2$ selectivity was increased by non-thermal plasma reformer using GlidArc discharge with Ni catalyst simultaneously. Shift reactor was consisted of steam generator, low temperature shifter, high temperature shifter and preferential oxidation reactor. Parametric screening studies of fuel reformer were conducted, in which there were the variations of the catalyst temperature, gas component ratio, total gas ratio and input power. and parametric screening studies of shift reactor were conducted, in which there were the variations of the air flow rate, stema flow rate and temperature. When the $O_2/C$ ratio was 0.64, total gas flow rate was 14.2 l/min, catalytic reactor temperature was $672^{\circ}C$ and input power 1.1 kJ/L, the production of $H_2$ was maximized 41.1%. And $CH_4$ conversion rate, $H_2$ yield and reformer energy density were 88.7%, 54% and 35.2% respectively. When the $O_2/C$ ratio was 0.3 in the PrOx reactor, steam flow ratio was 2.8 in the HTS, and temperature were 475, 314, 260, $235^{\circ}C$ in the HTS, LTS, PrOx, the conversion of CO was optimized conditions of shift reactor using simulated reformate gas. Preheat time of the reactor using plasma was 30 min, component of reformed gas from shift reactor were $H_2$ 38%, CO<10 ppm, $N_2$ 36%, $CO_2$ 21% and $CH_4$ 4%.