• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1050-1060
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• 2012

SOFC시스템 고효율화의 한 방법으로 SOFC/GT 하이브리드시스템은 유효하다. 그러나 시스템의 출력 규모가 수십 MW급의 선박용이라면 하부시스템으로 사용되는 GT시스템의 냉각방식 도입은 장치를 복잡하게 만들고 제어 또한 쉽지 않게 된다. 따라서 선박용으로는 SOFC/GT(유냉각) 하이브리드시스템보다 SOFC/GT(무냉각) 하이브리드시스템이 더 적합해 보인다. 본 연구는 SOFC/GT(무냉각) 하이브리드시스템을 구축하고 그 시스템에 대한 스택의 작동온도와 전류밀도, 가스터빈의 압력비, TIT가 시스템의 성능에 미치는 영향 등을 시뮬레이션을 통하여 검토한 것으로 공기압축기 소요 동력의 증가에도 불구하고 전기적 효율은 상승되며 TIT에는 운전을 위한 제한된 온도범위가 존재한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.618-629
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• 1991

The purpose of this experiment is to understand the distribution of coal particles inside CWM droplet which is believed to be a very important factor controlling the flame stability. CWM slurry is atomized by an air assisted twin fluid nozzle. An experimental rig is designed and fabricated. The mean size of coal particle distribution in CWM slurry, atomizing air pressure, coal particle loading in slurry and sampling position inside spray are main experimental variables. The atomized CWM droplets are sampled on the thin white layer of magnesium oxide by the emergency sampling shutter. The sampled coal particles on magnesium oxide layers are collected into test tubes and dispersed completely by Ultra-Sonicator. The size distribution of coal particles inside droplets are measured by Coulter Counter. The presence of coal particle inside the impressions of droplets on magnesium oxide layer are investigated by photo technique. There are quite many droplets which do not have any coal particles. Those are just water droplets, not CWM droplets. The population ratio of droplets without coal particles to toal number of droplets is strongly affected by the mean size of coal particle distribution in slurry and this ration becomes bigger number as the mean size of coal particles be larger. The size distribution of coal particles inside CWM droplets is not even and depends on the size of droplet. Experimental results show that the larger CWM droplets has droplets has bigger mean value of particle size distribution. This trend becomes more evident as the atomizing air pressure is raised and the mean size of coal particles in CWM slurry is bigger. That is, the distribution of coal particles inside CWM dropolets is very much affected by the atomizing air pressure and the mean size of pulverized coal particles in CWM slurry.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.309-314
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• 2012

풀화재에서 화염진동은 주위공기와의 밀도차에 의한 부력효과에 기인하여 주로 발생한다. 본 연구에서는 부력이 지배적인 풀화재의 불안전성에 대하여 산화제유속의 효과를 검토하기 위해 컵버너 실험을 수행하였다. 실험결과는 진동주파수가 산화제의 유속이 증가함에 따라 감소함을 보인다. 무차원 변수로 표현되는 주파수와 부력의 관계로 도시하였을 때 다양한 속도스케일을 사용할 수 있었지만, 연료와 산화제의 유속차로 정의되는 특성속도인 경우에 정지되어 있는 공기중에서의 풀화재 진동과 일치하는 관계식을 얻을 수 있었다. 이러한 사실은 부력이 지배적인 화염에서 불안전성의 원인은 전단면에서의 Kelvin-Helmholtz 불안전성이 주된 기구라는 것을 증명해준다. 산화제의 농도를 변화시켰을 경우에는 산화제의 불활성기체의 농도가 증가할수록 청염의 길이가 길어지고 컵버너 끝단으로부터 부상되는 것이 관찰된다. 또한 진동주파수는 희석율과는 특정한 관계를 보이지 않는데 이는 국부적 화염구조와 연관성을 가지기 때문으로 판단된다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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• pp.161-166
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• 2008

본 논문에서는 가솔린 기관에서 흡입 밸브 각도가 엔진의 부분부하 성능에 어떠한 영향을 미치는지를 혼합비 반응 특성을 통해 알아보았다. 흡입 밸브각이 작은 엔진이 흡입 밸브 각이 큰 엔진에 비해 배기가스 중 질소산화물 (BSNOx)의 양은 줄어들었고, 점화시기는 지각되었고, 제동연료소비율은 조금 개선되었다. 배기가스 중 질소산화물의 양이 줄고 점화시기가 지각 되었다는 것은 급속 연소가 일어났다고 판단할 수 있다. 시험 결과를 살펴보면 흡입 밸브각이 작아지면 기관의 연소 성능이 좋아지는 것으로 판단 될 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.77-82
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• 2012

It is well known that the targeted fuel efficiency could only be achieved by more than 40% reduction of the vehicle weight through improved design and extensive utilization of lightweight materials. In order to obtain the goal of the weight reduction of automobiles, the researches about lighter and stronger rear sub-frame have been studied without sacrificing the safety of rear sub-frame. In this study, the weight reduction design process of rear sub-frame could be proposed based on the variation of von-Mises stress contour by substituting an AA6061 (aluminum 6061 alloy) having tensile strength of 310 MPa grade instead of SAPH440 steels. In addition, the stress ratio variations (stress over fatigue limit) of the rear sub-frame were examined and compared carefully. It could be reached that this approach method could be well established and be contributed for light-weight design guide and the optimum design conditions of the automotive rear sub-frame development.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.78-83
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• 2011

Natural gas is one of the most promising alternatives to gasoline and diesel fuels because of its high thermal efficiency and lower harmful emissions, including $CO_2$. Although the high octane value of natural gas increases engine output and efficiency due to the high compression ratio, this fuel is prone to such difficulties as a narrow limit of inflammability and a slow combustion speed in the lean burn operation domain, leading to unstable combustion and higher emissions of harmful exhaust gases. Hydrogen blended with natural gas can extend the lean burn limit while maintaining stable, efficient combustion and achieving lower NOx, hydrocarbon and green house gas emissions. In this study, the effect of hydrogen addition on an engine performance and NOx emission characteristics was investigated in a heavy duty natural gas engine. The results showed that thermal efficiency was increased and NOx emissions were reduced due to the expansion of lean operation range under stable operation. NOx emission can be significantly reduced with the retard of spark advance timing.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3761-3767
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• 2009

산업단지에서 발생하는 액상폐기물(폐유와 폐유기용제)을 고온반응기에서(온도 $1,250{\sim}1,400^{\circ}C$, 압력 1기압) 연소시키면서 연소 특성, 유해물질 분해정도 및 연소 후 배출가스 특성 등을 살펴보았다. 산소와 폐기물의 질량비($O_2$/waste mass fraction)가 1.53 이하로 줄어들 때 반응기는 산화분위기에서 환원분위기로 전환되었고 연소 후 배출가스는 NOx 배출량이 감소하고 합성가스의 발생비율이 증가하였으며 BTEX류는 99.99%이상 분해되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 시스템 및 조업조건 하에서 고농도의 액상폐기물(폐유와 폐유기용제)을 처리한 결과 미량 오염물질의 배출농도는 매우 낮은 값을 보여 액상폐기물의 처리에 적합한 것으로 판단되며 또한 연소 후 합성가스도연료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.264-267
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• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.

• 신재생에너지
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• 제7권3호
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• pp.67-73
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• 2011

MGT fuelled by landfill gas was tested to asses feasibility of its exhaust gas application for $CO_2$ enrichment. The exhaust gas was analyzed during start-up and normal operation with different MGT load conditions. Due to the changes of air/fuel ratio and combustion mode, $O_2$, $CO_2$, CO and NOx concentration were varied within wide ranges during the MGT start-up. Especially, NOx emissioin level was increased up to 20.01 ppmv. Different tendencies of $O_2$, $CO_2$, CO and NOx concentrations were observed with MGT output changes. $O_2$ and CO concentrations were shown to be decreased and NOx and $CO_2$ concentrations were shown to have opposite trends. NOx emission level (0.8~1.88 ppmv) was very low compared to other types of combustion based power generation equipment. Unburned hydrocarbon emission level was substantially decreased with MGT load increase. Especially, $C_2H_4$ concentration was below the detection limit(0.2 ppmv) around the nominal load condition. The exhaust gas from landfill gas fuelled MGT system was shown to be feasible for $CO_2$ fertilization. Concentrations of major components were within or below the maximum allowable ranges.

• 한국재료학회지
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• 제21권3호
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• pp.138-143
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• 2011

Nanosized Pt, Pt-Ru and Pt-$CeO_2$ electrocatalysts supported on acid-treated carbon nanotube (CNT) were synthesized by microwave-assisted heating of polyol process using $H_2Cl_6Pt{\cdot}6H_2O$, $RuCl_3$, $CeCl_3$ precursors, respectively, and were characterized by XRD and TEM. And then the electrochemical activity of methanol oxidation for catalyst/CNT nanocomposite electrodes was investigated. The microwave assisted polyol process produced the nano-sized crystalline catalysts particles on CNT. The size of Pt supported on CNT was 7~12 nm but it decreased to 3~5 nm in which 10wt% sodium acetate was added as a stabilizer during the polyol process. This fine Pt catalyst particles resulted in a higher current density for Pt/CNT electrode. It was also found that 10 nm size of PtRu alloys were formed by polyol process and the onset potential decreased with Ru addition. Cyclic voltammetry analysis revealed that the $Pt_{75}Ru_{25}/CNT$ electrode had the highest electrochemical activity owing to a higher ratio of the forward to reverse anodic peak current. And the chronoamperemetry test showed that $Pt_{75}Ru_{25}$ catalyst had a good catalyst stability. The activity of Pt was also found to be improved with the addition of $CeO_2$.