• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.765-770
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• 2020

터보과급기는 엔진에 장착하여 연비를 개선하는 효과적인 장치로 디젤엔진과 가솔린엔진 모두에서 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 승용차용 가솔린엔진에 장착되는 트윈 스크롤 터빈 터보과급기에서 정상유동의 등엔트로피 터빈 효율을 분석하였다. 자체 설계 제작한 저온 테스트 벤치를 사용하여 정상상태의 압력과 온도, 질량유량을 측정하였다. 테스트 벤치는 공기 압축기, 트윈 스크롤 터빈, 온도 및 압력 측정장치 등으로 구성되었다. 실제 승용차용 엔진에서 주로 사용되는 중저속 엔진 작동 영역에 해당하는 터보과급기 회전속도 60,000 rpm에서 100,000 rpm 의 범위에서 측정을 수행하였다. 이 회전속도 범위에서 등엔트로피 터빈 효율은 0.53에서 0.57의 값을 보였다. 이때 블레이드 속도비은 0.71에서 0.84까지, 팽창비는 1.24에서 1.72의 범위에서 변화하였다. 효율은 블레이드 속도비와 팽창비가 증가하면서 감소하는 경향을 보였다. 그리고 트윈 스크롤 중 스크롤 A 또는 B 만 작동하는 경우에 대한 실험을 수행하여 결과를 스크롤 A와 B 모두 작동할 때와 비교하였다. 60,000 rpm에서는 스크롤 B를 사용한 경우, 그리고 100,000 rpm에서는 스크롤 A를 사용한 경우 높은 효율을 보였다. 따라서 본 연구에 사용한 트윈 스크롤 터빈은 효율적으로 작동하고 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권10호
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• pp.685-691
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• 2017

증기 질량 유량의 변화에 따른 증기 터빈 노즐 단의 등엔트로피 노즐 효율을 계산하였다. 증기상태에 관한 압축성 Navier-Stokes 방정식을 기반으로 삼차원 수치해석 모델이 개발되었다. 두 가지의 삼차원 노즐 형상으로 압력, 온도, 속도, 마하수, 그리고 Markov 에너지 손실 계수가 계산되었다. 노즐 블레이드의 두께가 15mm에서 45mm로 증가함에 따라 최대 효율의 질량 유량은 0.9kg/s에서 1.6kg/s로 증가하였으며 최대 등엔트로피 효율은 각각 96.66%, 97.32%로 계산되었다. 질량 유량에 따른 등엔트로피 노즐 효율과 Markov 에너지 손실 계수를 계산하여 Markov 에너지 손실 계수와 등엔트로피 노즐 효율이 선형적 반비례 관계가 있음을 규명하였다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제3권2호
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• pp.67-76
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• 2015

This paper aims to study and design of Organic Rankine Cycle (ORC) Machine using Isopentane as working fluid expanding through Tesla turbine. The study on ORC machine expanding through Tesla turbine has result on the efficiency of Tesla turbine. In addition, Thermodynamics theory on isentropic efficiency proved to be a successful method for overcoming the difficulties associated with the determination of very low torque at very high angular speed. By using an inexpensive experiment device and a simple method, the angular acceleration method, for measuring output torque and power in a Tesla turbine is able to predict a tendency of output work. The experiments using two Tesla turbine sizes, the first size is 1.6 bigger than the second one. In comparison with the first size, the tesla turbine can produce power output more than 62% of the second size. Further study on the machine can be developed throughout the county due to its low cost and efficiency.

• 플랜트 저널
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• 제15권2호
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• pp.42-45
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• 2019

용융탄산염 연료전지는 폐열의 온도가 높아 하부 사이클을 구성하여 효율을 높일 수 있다. 이러한 목적으로 연료를 재순환하는 용융탄산염 연료전지에 하부 사이클로 증기 터빈 사이클을 적용한 선행 연구가 있었다. 본 연구는 하부 사이클을 증기 터빈 사이클에서 초임계 이산화탄소 사이클로 대체하는 것을 고려하였다. 그리고 출력을 비교하여 하부 사이클을 대체하는 것에 대한 검토를 하였다. 그 결과 현재 개발 단계의 초임계 이산화탄소 사이클의 출력은 증기 터빈 사이클보다 낮지만, 이론적으로 증기 터빈 사이클보다 출력이 더 커질 수 있음을 확인하였다. 만약 초임계 이산화탄소 사이클이 터빈의 등엔트로피 효율을 89%, 압축기의 등엔트로피 효율을 83%, 복열기의 유용도를 0.9의 수준으로 향상 시킨다면 증기 터빈 사이클과 동등한 출력을 낼 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 F
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• pp.1981-1983
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• 1998

The principle of the MHD generation is based on Faraday's law of induction that a eletromotive force(u ${\times}$ B) is generated when the working gas of velocity u flows a channel in which magnetic field of strength(B) exists. In MHD power generation system, enthalpy of the working gas is converted to electric power directly through expansion in generator channel. It means that electric power can be generated without moving mechanical linkage such as turbine blades. There are two types in the MHD generator; linear type Faraday and disk type hall generator. Disk type hall generator is the main target of this paper. Isentropic efficiency and enthalpy extraction rate of disk type shock tube driven hall generator is discussed here.

• 설비공학논문집
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• 제16권1호
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• pp.84-90
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• 2004

In order to evaluate the performance of carbon dioxide cycle, a simulation model was developed to predict the steady state performance of $CO_2$ transcritical cycle. The expansion process is treated as an isenthalpic throttling process or isentropic expansion process. The mathematical model is based entirely on the basic energy conservation law and thermodynamic and transport properties of $CO_2$. A Parametric study has been conducted in order to investigate the effect of isentropic efficiency of expansion turbine and various operating conditions on the cycle performance. An optimal heat rejection pressure existed for the given evaporating temperature and outlet temperature of gas cooler.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.447-453
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• 1999

In MHD power generation system, enthalpy of the working gas is convened to electric power directly through expansion in generator channel. It means that electric power can be generated without a moving mechanical linkage such as turbine blades. The principle of MHD generation is based on Faraday'law of induction that eletromotive force(u$\times$B) is generated when the working gas of velocity u flows a channel in which magnetic field of strength(B) exists. In this paper, helium gas seeded with cesium is used as working gas. There are two types of generator in MHD generation; linear type faraday and disk type hall generator. Rogowski coils having the bandwidth of the 100(Hz) ~ 20(kHz) were used for measuring current flowing MHD disk channel. Optimum load resistor value of the MHD generator studied was 2.5[$\Omega$]. Disk type hall generator's generation performance is the main target of this paper, which superiors to linear type Faraday generator in many points. Isentropic efficiency and enthalpy extraction rate of disk type shock tube driven hall generator is discussed here.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.626-629
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• 2008

In this study, a geothermal power generation system using the Kalina cycle was investigated by the simulation method. The Kalina cycle system can be used for the utilization of a low-temperature heat sources such as geothermal and industrial waste heat that are not hot enough to produce steam. The sea/river water can be considered as a cooling media. A steady-state simulation model was developed to analyze and optimize its performance. The model contains a turbine, a pump, an expansion valve and heat exchangers. The turbine and pump were modelled by an isentropic efficiency, while a condenser, an evaporator and a regenerative heat exchanger were modeled by UA-LMTD method with a counter-flow assumption. The effect of the ammonia fraction at the separator inlet on the cycle performance is investigated in detail.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.569-572
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• 2009

In this study, HFC ORCs (Organic Rankine Cycles) are investigated for a low-temperature geothermal power generation by a simulation method. A steady-state simulation model is developed to analyze and optimize cycle's performance. The model contains a turbine, a pump, an expansion valve and heat exchangers. The turbine and pump are modelled by an isentropic efficiency. Simulations were carried out for the given heat source and sink inlet temperatures, and given flow rate that is based on the typical power plant thermal-capacitance-rate ratio. 3 HFC fluids are considered as a candidate for a working fluid of low-temperature ORCs. In this study, all optimized HFC ORCs are shown to yield almost the same performance in terms of power for a low-temperature heat source of about $100^{\circ}C$.

• 설비공학논문집
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• 제24권9호
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• pp.671-678
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• 2012

The objective of this study is to analyze theoretically the performance of an open air-cycle refrigeration system in which environmental concerns increase. The pressure ratio of the external compressor and efficiencies of the components that compose of the system are selected as important parameters. As the pressure ratio of the external compressor increases, the pressure ratio of the ACM compressor is determined high, the refrigerating temperature and capacity increase, the COP decreases, and the total entropy production rate increases. The effect of heat exchanger effectiveness and turbine efficiency on the performance are greater than that of the ACM compressor efficiency. Also the performance of the air-cycle refrigeration system with two heat exchangers has been enhanced like high COP and low total entropy production rate, compared to the system with one heat exchanger.