• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
• /
• pp.721-724
• /
• 2011

터보펌프에서 발생 가능한 cavitation을 동반하지 않으면서 추진제를 요구하는 압력과 유량으로 연소기에 공급하기 위해서는 추진제 탱크에 저장된 추진제를 가압하는 시스템이 필요하다. 가압시스템은 선가압과 주가압으로 분류할 수 있으며, 본 연구에서는 주가압 시스템에 대해서만 언급한다. 추진제탱크 가압 방식에는 가압가스 생성방법과 공급 방법으로 나눌 수 있으며, 가압가스 생성방법으로는 비활성가스 및 극저온 산화제를 기화시켜 추진제탱크에 공급하는 방법이 있다. 본 연구에서는 가압시스템의 분류와 가압 방식에 따른 장단점을 비교하였으며, 특히 발사체에서 사용하고 있는 가압방식 중에서 임펄스 제어방식의 원리와 가압시스템의 특성을 기술한다. 또한 가압시스템의 구성요소인 열교환기의 형상과 구조 및 각 열교환기의 특징에 대하여 설명한다. 본 자료는 발사체 개발단계에서 가압시스템의 기본요구조건 도출과 개념설계 단계에서 활용할 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제31권5호
• /
• pp.429-435
• /
• 2020

This paper describes the experimental study of reverse-Brayton refrigeration system for application to high temperature superconductivity electric devices and LNG re-liquefaction. The reverse-Brayton refrigeration cycle is designed with operating pressure of 0.5 and 1.0 MPa, cooling capacity of 2 kW at 77 K, and neon as a working fluid. The refrigeration system is developed with multi scroll compressor, turbo expander and plate heat exchanger. From experiments, the performance characteristics of used components is measured and discussed for 77-120 K of operating temperature. The developed refrigeration system shows the cooling capacity of 1.23 kW at 77 K and 1.64 kW at 110 K.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.213-217
• /
• 2017

액체로켓엔진 고장에서 시동과정이 30% 이상을 차지하며 특히, 우주왕복선 주 엔진(Space Shuttel Main Engine, SSME)은 2%의 밸브위치 오차 또는 0.1초의 시간오차와 같은 작은 변화에도 급격하게 변화하는 매우 민감한 시스템으로 시동과정의 모델링이 중요하다. 하지만, 시동과정에서 비선형 질량 유량과 열전달 특성 때문에 많은 어려움이 발생한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여 부분적인 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics, CFD) 방법을 사용하였으며 본 논문에서는 구성품의 모델링을 수행하여 정상상태에서 확인을 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제10권2호
• /
• pp.156-164
• /
• 1986

In the case of boiling on high temperature wall, vapor film covers fully or parcially the surface. This phenomenon, film boiling or transition boiling, is very important in the surface heat treatment of metal, design of cryogenic heat exchanger and emergency cooling of nuclear reactor. Mainly supposed hydraulic-thermal accidents in nuclear reactor are LCCA (Loss of Coolant Accident) and PCM (Power-Cooling Mismatch). Recently, world-wide studies on reflooding of high temperature rod bundles after the occurrence of the above accidents focus attention on wall temperature history and required time in transient cooling process, wall superheat at rewet point, heat flux-wall superheat relationship beyond the transition boiling region, and two-phase flow state near the surface. It is considered that the further systematical study in this field will be in need in spite of the previous results in ref. (2), (3), (4). The paper is the study about the fast transient cooling process following the wall temperature excursion under the CHF (Critical Heat Flux) condition in a forced convective subcooled boiling system. The test section is a vertically arranged concentric annulus of 800 mm long and 10 mm hydraulic diameter. The inner tube, SUS 304 of 400 mm long, 8 mm I.D, and 7 mm O.D., is heated uniformly by the low voltage AC power. The wall temperature measurements were performed at the axial distance from the inlet of the heating tube, z=390 mm. 6 chromel- alumel thermocouples of 76 .mu.m were press fitted to the inner surface of the heating tube periphery. To investigate the heat transfer characteristics during the fast transient cooling process, the outer surface (fluid side) temperature and the surface heat flux are computed from the measured inner surface temperature history by means of a numerical method for inverse problems of transient heat conduction. Present cooling (boiling) curve is sufficiently compared with the previous results.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
• /
• 제1권1호
• /
• pp.99-105
• /
• 2013

LNG 극저온기계기술 시험인증센터에 구축되는 LNG 선박용 펌프 및 압축기 성능시험에서 발생하는 증발가스는 안전을 위하여 전량 회수가 요구된다. 본 논문에서는 36 MTD 용량의 천연가스 재액화 시스템에 대한 기본 설계 연구를 수행하였다. 대기압, $-60^{\circ}C$, 일반적인 도시가스 조성비, 1,500 kg/hr 유량의 공급 가스를 기본 설계 조건으로 하여 공정 설계가 이루어졌고, 입구 온도 조건 및 가스 조성비에 따른 LNG 생산량 또한 계산하여 다양한 입구 설계 조건에 따른 시스템의 성능 변화를 비교, 분석하였다. 공정 설계 외에도 재액화 시스템의 핵심 기기인 송풍기, 압축기, 극저온 열교환기, 컴팬더의 제작 사양이 도출되었으며, 전력 및 냉각수의 유틸리티 요구조건 또한 기본 설계를 통해 도출되었다.

• 설비공학논문집
• /
• 제21권12호
• /
• pp.715-732
• /
• 2009

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2008. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) Research trends in thermal and fluid engineering have been surveyed in the categories of general fluid flow, fluid machinery and piping, new and renewable energy, and fire. Well-developed CFD technologies were widely applied in developing facilities and their systems. New research topics include fire, fuel cell, and solar energy. Research was mainly focused on flow distribution and optimization in the fields of fluid machinery and piping. Topics related to the development of fans and compressors had been popular, but were no longer investigated widely. Research papers on micro heat exchangers using nanofluids and micro pumps were also not presented during this period. There were some studies on thermal reliability and performance in the fields of new and renewable energy. Numerical simulations of smoke ventilation and the spread of fire were the main topics in the field of fire. (2) Research works on heat transfer presented in 2008 have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, industrial heat exchangers, and ground heat exchangers. Research on heat transfer characteristics included thermal transport in cryogenic vessels, dish solar collectors, radiative thermal reflectors, variable conductance heat pipes, and flow condensation and evaporation of refrigerants. In the area of industrial heat exchangers, examined are research on micro-channel plate heat exchangers, liquid cooled cold plates, fin-tube heat exchangers, and frost behavior of heat exchanger fins. Measurements on ground thermal conductivity and on the thermal diffusion characteristics of ground heat exchangers were reported. (3) In the field of refrigeration, many studies were presented on simultaneous heating and cooling heat pump systems. Switching between various operation modes and optimizing the refrigerant charge were considered in this research. Studies of heat pump systems using unutilized energy sources such as sewage water and river water were reported. Evaporative cooling was studied both theoretically and experimentally as a potential alternative to the conventional methods. (4) Research papers on building facilities have been reviewed and divided into studies on heat and cold sources, air conditioning and air cleaning, ventilation, automatic control of heat sources with piping systems, and sound reduction in hydraulic turbine dynamo rooms. In particular, considered were efficient and effective uses of energy resulting in reduced environmental pollution and operating costs. (5) In the field of building environments, many studies focused on health and comfort. Ventilation. system performance was considered to be important in improving indoor air conditions. Due to high oil prices, various tests were planned to examine building energy consumption and to cut life cycle costs.

• 한국가스학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.46-51
• /
• 2016

천연가스 액화공정은 극저온에서 운전되며, 에너지 집약적이다. 따라서 에너지 소모량을 최소화하기 위한 최적화 연구가 많이 진행되고 있으나, 천연가스 액화공정의 용량에 따른 비용 최적화는 많이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 다양한 천연가스 액화공정 중 SMR (Single Mixed Refrigerant) 공정을 대상으로, 용량별 설치비용과 운전비용을 분석하였다. SMR 공정의 용량은 1 MTPA (million ton per annum)부터 0.5 MTPA 단위로 증가하여 2.5 MTPA까지 설정하였다. 플랜트 용량의 증가에 따라 천연가스와 냉매의 유량만을 증가시켰으며, 온도, 압력, 조성 등 다른 운전조건은 모든 용량에서 동일하게 적용하였다. 비용 분석을 위해 Aspen Economic Evaluator(v8.7)를 사용하였으며, 비용 정보를 얻기 힘든 다중 흐름 열교환기의 경우에는 six tenths factor rule을 적용하여 계산하였다. 또한 용량별 SMR 공정의 비용 연구결과를 2천만 톤, 4천만 톤 및 8천만 톤 규모의 소규모 가스전에 대하여 적용한 결과, 가스전 규모에 따라 최적의 플랜트 용량을 찾을 수 있었다. 이러한 비용 분석을 통해 비용기반 최적화의 발판을 마련하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제17권1호
• /
• pp.53-66
• /
• 2000

한국 천문연구원은 국내 관련 기업과 함께 열전냉각방식 (thermoelectric cooler, 이하 TEC)을 이용한 실용화 극미광 영상장비를 개발하였다. 개발한 모델을 구성하는 부품들은 Kodak사의 KAF-0401E($768{\times}512$ pixels, blue plus version) CCD 센서를 사용하였고, 국내 업체인 Thermotek의 TEC 모듈을 사용하여 $-25^{\circ}C$까지 냉각이 가능하다. 셔터는 Uniblitz사의 VS25S를 사용하여 최소 80ms의 노출을 할 수 있다. PC와의 인터페이스는 현재 한국 천문연구원에서 개발하여 사용중인 ISA 버스의 컨트롤러 보드를 사용하고 12bit 비디오 프로세서인 AD9816을 사용하여 영상을 얻는다. 암잡음은 $-10^{\circ}C$에서 $0.4e^-$/pixel/s이며 직선성은 $99.9{\pm}0.1%$, gain은 4.24e^-/ADU이고 전체 시스템 잡음은 $25.3e^-(rms)$이다. 실험한 모델은 측광이 가능할 정도 ($\pm$0.01등급)의 정밀도를 가지고 천문관측 뿐만 아니라 다른 분야의 영상획득에 유용하게 사용 할 수 있을 것이다.