• 제목/요약/키워드: Air liquefaction

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수압변동에 의한 해저사질층의 액상화 현상연구 (LIQUEFACTION OF SAND SEABED INDUCED BY WATER PRESSURE WAVE)

  • 손호웅
    • 지구물리
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    • 제4권3호
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    • pp.197-203
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    • 2001
  • 변동수압에 의한 해저 포화 사질틍의 연적 간극수압 분로를 이론 및 실험적으로 연구하였다. 실험에 의해 모래표면에 작용하는 수압은 모래층으로 전달되며 진폭이 감쇠하고 상이 지연되며, 유효응력이 0이 되는 액상화 현상이 특별 조건에서 발생한다. 이러한 실험결과는 탄성 대수층에 대한 지하수문제와 같은 이론으로 잘 설명된다. 해석에 의한 액상화의 주요 특징은 다음과 같다: 1)액상회 심도는 진폭 및 변동수압의 주파수 증가에 따라 증가한다. 2) 수량(水量)을 증가시키고 모래층 내의 공기가 많아짐에 따라 액상화 심도가 증가한다. 특히, 공기의 적은 양도 액상화에 크게 영향을 미친다. 3)압축율이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다. 4)투수 계수값이 어느 특정값 이상이 되면 투수계수 값이 증가함에 따라 액상화 심도가 감소한다.

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변동수압에 의한 사질 해저층의 액상화 연구 (Liquefaction of Sand Seabed Induced by Water Pressure Wave)

  • 손호웅
    • 공학논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.125-135
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    • 2002
  • 변동수압에 의한 해저 포화 사질층의 연직 간극수압 분포를 이론 및 실험적으로 연구하였다. 실험에 의해 모래표면에 작용하는 수압은 모래층으로 전달되며 진폭이 감쇠하고 상이 지연되며, 유효응력이 0이 되는 액상화 현상이 특별 조건에서 발생한다. 이러한 실험결과는 탄성 대수층에 대한 지하수문제와 같은 이론으로 잘 설명된다. 해석에 의한 액상화의 주요 특징은 다음과 같다: 1) 액상화 심도는 진폭 및 변동수압의 주파수 증가에 따라 증가한다. 2) 수량을 증가시키고 모래층 내의 공기가 많아짐에 따라 액상화 심도가 증가한다. 특히, 공기의 적은 양도 액상화에 크게 영향을 미친다. 3) 압축율이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다. 4) 투수 계수값이 어느 특정값 이상이 되면 투수계수값이 증가함에 따라 액상화 심도가 감소한다.

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Use of infinite elements in simulating liquefaction phenomenon using coupled approach

  • Kumari, Sunita;Sawant, V.A.
    • Coupled systems mechanics
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    • 제2권4호
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    • pp.375-387
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    • 2013
  • Soils consist of an assemblage of particles with different sizes and shapes which form a skeleton whose voids are filled with water and air. Hence, soil behaviour must be analyzed by incorporating the effects of the transient flow of the pore-fluid through the voids, and therefore requires a two-phase continuum formulation for saturated porous media. The present paper presents briefly the Biot's basic theory of dynamics of saturated porous media with u-P formulation to determine the responses of pore fluid and soil skeleton during cyclic loading. Kelvin elements are attached to transmitting boundary. The Pastor-Zienkiewicz-Chan model has been used to describe the inelastic behavior of soils under isotropic cyclic loadings. Newmark-Beta method is employed to discretize the time domain. The response of fluid-saturated porous media which are subjected to time dependent loads has been simulated numerically to predict the liquefaction potential of a semi-infinite saturated sandy layer using finite-infinite elements. A settlement of 17.1 cm is observed at top surface. It is also noticed that liquefaction occurs at shallow depth. The mathematical advantage of the coupled finite element analysis is that the excess pore pressure and displacement can be evaluated simultaneously without using any empirical relationship.

Evaluation for Al/Cu bonding by liquefaction after solid phase diffusion in the air

  • Kawakami, Hiroshi;Suzuki, Jippei;Fujiwara, Masanori;Nakajima, Junya;Kimura, Keiko
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2005년도 춘계학술발표대회 개요집
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    • pp.393-395
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    • 2005
  • The bonding for Aluminum and Copper in the air is investigated in this study. This bonding method does not include the special process of removing aluminum oxide films. In case of this bending, each metal Is heated at bonding temperature where is above eutectic temperature of Al-Cu system and below melting point of Aluminum. The liquefaction around the bonding surface occurs after the diffusion at solid state of each metal. This phenomenon is predicted by the temperature range above eutectic temperature of Al-Cu equilibrium phase diagram.

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냉매사이클과 열매체유 순환을 활용한 액화공기에너지저장 시스템 공정모사 연구 (Simulation Study on Liquid Air Energy Storage (LAES) System using Dual Refrigeration Cycles and Thermal Oil Circulation)

  • 장순남;박종포
    • 한국가스학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.63-73
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    • 2018
  • 잉여전력 등을 활용한 에너지저장시스템 분야에 기술에 관심이 집중되고 혁신적인 기술진보가 이루어지고 있다. 다양한 에너지저장시스템 분야 중 가스액화 방식을 활용한 액화공기에너지저장 시스템은 상당히 성숙된 기술로 알려져 있고, 높은 단위 에너지 밀도와 설치에 따른 지형적 제약이 거의 없으며 수명이 긴 저장 시스템이라는 많은 장점에도 불구하고, 단일공정 (공기액화-재기화 사이클)의 낮은 사이클 효율로 인해 상업화에 한계가 있었다. 본 연구에서는 낮은 사이클 효율을 개선하고자 2종류의 냉매(R-600a 와 메탄올)을 이용한 냉매사이클을 공기 액화 공정에 활용하여 사이클 효율을 향상시키고, 공기 압축시 발생하는 압축열을 열매체유 순환 사이클에 이용하여 이를 액화공기 재기화 공정의 터빈 입구 온도를 높이는데 활용하여 전력생산량을 추가적으로 증가시킴으로써 사이클 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 가능성을 Aspen HYSYS 공정 모사 프로그램을 활용하여 확인하였다.

A Complete, Reductive Depolymerization of Concentrated Sulfuric Acid Hydrolysis Lignin into a High Calorific Bio-oil using Supercritical Ethanol

  • Riaz, Asim;Kim, Jaehoon
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제2권3호
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    • pp.447-452
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    • 2016
  • It is imperative to develop an effective pathway to depolymerize lignin into liquid fuel that can be used as a bioheavy oil. Lignin can be converted into liquid products either by a solvent-free thermal cracking in the absence air, or thermo-chemical degradation in the presence of suitable solvents and chemicals. Here we show that the solvent-assisted liquefaction has produced promising results in the presence of metal-based catalysts. The supercritical ethanol is an efficient liquefaction solvent, which not only provides better solubility to lignin, but also scavenges the intermediate species. The concentrated sulfuric acid hydrolysis lignin (CSAHL) was completely liquefied in the presence of solid catalysts (Ni, Pd and Ru) with no char formation. The effective deoxy-liquefaction nature associated with scEtOH with aid hydrodeoxygenation catalysts, resulted in significant reduction in oxygen-to-carbon (O/C) molar ratio up to 61%. The decrease in oxygen content and increase in carbon and hydrogen contents increased the calorific value bio-oil, with higher heating value (HHV) of $34.6MJ{\cdot}Kg^{-1}$. The overall process is energetically efficient with 129.8% energy recovery (ER) and 70.8% energy efficiency (EE). The GC-TOF/MS analysis of bio-oil shows that the bio-oil mainly consists of monomeric species such as phenols, esters, furans, alcohols, and traces of aliphatic hydrocarbons. The bio-oil produced has better flow properties, low molecular weight, and high aromaticity.

정압 베어링을 적용한 수소 액화 공정용 터보 팽창기 개발 (Development of Turbo Expanders with Hydrostatic Bearings for Hydrogen Liquefaction Plants)

  • 이동현;김병옥;박무룡;임형수
    • Tribology and Lubricants
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    • 제37권3호
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    • pp.91-98
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    • 2021
  • This paper presents a hydrostatic bearing design and rotordynamic analysis of a turbo expander for a hydrogen liquefaction plant. Th~e turbo expander includes the turbine and compressor wheel assembled to a shaft supported by two hydrostatic radial and thrust bearings. The rated speed is 75,000 rpm and the rated power is 6 kW. For the bearing operation, we use pressurized air at 8.5 bar as the lubricant that is supplied to the bearing through the orifice restrictor. We calculate the bearing stiffness and flow rate for various gauge pressure ratios and select the orifice diameter providing the maximum bearing stiffness. Additionally, we conduct a rotordynamic analysis based on the calculated bearing stiffness and damping considering design parameters of the turbo expander. The predicted Cambell diagram indicates that there are two critical speeds under the rated speed and there exists a sufficient separation margin for the rated speed. In addition, the predicted rotor vibration is under 1 ㎛ at the rated speed. We conduct the operating test of the turbo expander in the test rig. For the operation, we supply pressurized air to the turbine and monitor the shaft vibration during the test. The test results show that there are two critical speeds under the rated speed, and the shaft vibration is controlled under 2.5 ㎛.

Vacuum system design of a 10 ton/day class air liquefaction cold box for liquid air energy storage

  • Sehwan, In;Juwon, Kim;Junyoung, Park;Seong-Je, Park;Jiho, Park;Junseok, Ko;Hankil, Yeom;Hyobong, Kim;Sangyoon, Chu;Jongwoo, Kim;Yong-Ju, Hong
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.65-70
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    • 2022
  • A vacuum system is designed for thermal insulation of a 10 ton/day class air liquefaction cold box for liquid air energy storage. The vacuum system is composed of a turbomolecular pump, a backing pump and vacuum piping for the vacuum pumps. The turbomolecular pump is in combination with the backing pump for pumping capacity. The vacuum piping is designed with system installation conditions, such as distance from the cold box, connections to vacuum pumps and installation space. The capacity of the vacuum pump combination, namely pumping speed, is determined by analysis of the vacuum system, and pump-down time to 1×10-5 mbar is estimated. Vacuum piping conductance, system pumping speed and outgassing rate are calculated for the pump-down time with the ultimate pumping speed range of the vacuum pump combination of 1400 - 2300 l/s. Although the pump-down time gets shorter by larger capacity vacuum pumps, it mainly depends on target vacuum degree and outgassing rate in the cold box. The pump-down time is estimated as 3 - 6 hours appropriate for cold box operation for the pumping speed range. Considering the outgassing rate has uncertainty, the vacuum pump combination with pumping speed of 1900 l/s is chosen for the vacuum system, which is middle value of the pumping speed range.

안드로이드 기반의 유증기 액화장치 모니터링 시스템 구현 (The implementation of liquefaction equipment monitoring system based on Android)

  • 박만규;탁한호;김관형
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.583-589
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    • 2016
  • VOCs(Volatile Organic Compounds)의 대부분은 유해물질로 대기 오염뿐만 아니라 지구 온난화의 원인물질로 작용하고 있다. 이로 인해 VOCs는 국가마다 배출을 줄이기 위해 정책적으로 관리되고 있다. 특히, 주유소에서 발생하는 유증기는 발암물질인 벤젠 등 인체에 유해하며 환경부에서 연료 주유 시 발생하는 휘발성 유기화합물을 회수할 수 있도록 유증기 회수장치 설치를 의무화하고 있다. 최근에는 기존의 유증기 처리 방식을 발전시켜 폭발이나 화재 등을 방지하기 위하여 유증기를 냉각시켜 현장에서 바로 회수하도록 하고 있다. 본 논문에서는 이러한 위험성이 존재하는 액화기의 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 유증기 액화장치에 센서를 부착하여 액화기 측정 정보를 모니터링 할 수 있는 모니터링 서버 및 안드로이드 기반의 모니터링 앱 어플리케이션을 개발하여 원격관리 서비스 모델을 제시하고자 한다.

액-가스 열교환기를 적용한 천연가스 액화공정 성능 특성 (Performance Characteristics of Natural Gas Liquefaction Process using Liquid-gas Heat Exchanger)

  • 윤정인;유선일;오승택;이호생;이상규;최건형
    • 한국가스학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.44-48
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    • 2009
  • 본 연구에서는 천연가스 액화 플랜트 산업에서의 핵심 기술인 액화공정 개발을 위해 두 가지 2단 압축 방식의 액화 사이클의 성능을 시뮬레이션 하였다. Process1은 케스케이드 액화공정을 기초로 하여 프로판, 에틸렌, 메탄 사이클 모두 인터쿨러가 적용된 것이다. Process 2는 위의 공정에 메탄과 에틸렌 사이클 사이에 액-가스 열교환기를 적용하였고, Process 3은 위의 공정에 에틸렌과 프로판 사이클 사이에 액-가스 열교환기를 추가로 적용하였으며, 인터쿨러를 적용한 케스케이드 공정과 성능을 비교하였다. Process 2의 COP는 Process 1보다 14.0%정도 높게 나타났고, LNG 단위 생산량 당 소비 동력은 11.5% 정도 낮게 나타났다.

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