• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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• pp.239-245
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• 2005

The reduction of heat transfer rate to the stored liquid hydrogen from outside condition is extremely important to keep the liquid hydrogen longer. In this paper the highly efficient support system for the liquid hydrogen storage vessel was newly developed and analysed. The support system was composed of a spherical ball in the center of supporter to reduce the heat transfer area, with its above and below supporting blocks which are the SUS and PTFE blocks inserted in the SUS tube. The heat transfer rate and temperature distribution of the support system were evaluated by FLUENT, and the thermal stress and strain were estimated by ANSYS software. The results showed that the heat transfer rate from outer vessel to inner one was extremely decreased compared with the common method which is simply SUS tubes inserted between inner and outer tanks. The thermal stress and strain were obtained well below the limited values. As a result, it was the most efficient support system of storage vessel for liquid hydrogen and most cryogenic fluids.

• 태양에너지
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• 제10권3호
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• pp.3-12
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• 1990

본 실험연구에서는 탱크의 직경에 대한 높이의 비(H/D)가 3이고 유입 유량이 8LPM, 유입수의 온도와 기존 저장수와의 온도차, ${\Delta}T=30^{\circ}C$일때, 운동량교환을 최소화하여 가장 좋은 성층을 얻었고 또한 실험에서 사용한 유입구(Inlet Port)의 경우 수정 Richardson수(Modified Richardson Number), Ri가 0.004(Q=10LPM, ${\Delta}T=30^{\circ}C$) 이하의 값에서는 완전 혼합(Fully Mixing)이 발생하고 H/D가 작아질수록 혼합층의 두께($H^*/H$)가 증가하여 성층 축열에는 바람직하지 못하였다. 그리고 성층은 성층을 촉진시키기 위하여 Distributor를 사용했을 때가, Distributor를 사용하지 않은 유입구(Inlet Port)의 경우 보다 잘 형성되어 저장효율이 Distributor를 사용한 경우(Q=8LPM, ${\Delta}T=30^{\circ}C$, H/D=3)에 Distributor를 사용하지 않은 유입구(Inlet Port)의 최저효율 63%(Q=12LPM, ${\Delta}T=30^{\circ}C$, H/D=3인 경우)보다는 31% 정도, 최대효율 84%(Q=8LPM, ${\Delta}T=30^{\circ}C$, H/D=3인 경우)보다는 11% 정도 높은 95%까지 저장 효율을 증가시킬 수 있었다. 더 나아가서 단면이 균일한 원형 Distributor(A=D=Constant)의 경우에, 유량이 8LPM인 경우에 관내의 압력차가 작아 부분혼합(Partial Mixing)이 감소하여 안정된 성층을 얻을 수 있었다. 그리고, Distributor의 직경을 다음식과 같이 $$\frac{D}{D_L}=(\frac{x}{L})^{1/2}(1+\frac{fL}{2D})-\frac{fx}{2D_L}$$ 길이에 대하여 변화시켜 Distributor를 제작함으로써, 보다 안정된 열성층과 높은 열저장 효율을 얻을 수 있을 것으로 예상한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.331-341
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• 2013

태양열 온수급탕 시스템에서는 태양열 에너지가 집열판에서 획득되고 열매체로 전달되어 최종적으로 온수의 형태로 축열조에 저장된다. 본 연구에서는 상부 코일히터를 갖춘 나선재킷형 축열조의 축열성능 특성을 정확하게 해석할 수 있는 전산유체역학 모델을 개발하였다. 본 연구에서 고려한 축열조는 벽면에 열매체의 나선유로가 형성된 맨틀형 축열조의 일종으로 시스템 설계 단순화, 저유량 운전, 성층화 촉진 등의 장점을 지닌다. 또한 축열조 내부에 추가적인 코일히터가 장착되어 축열성능과 성층화의 추가적인 향상을 도모할 수 있다. 본 연구에서 개발된 해석모델의 검증은 실제 태양열 온수급탕 시스템의 실증실험 결과와 비교를 통하여 수행되었으며, 온수의 온도변화, 열매체의 온도변화, 성층화 온도분포의 측면에서 잘 일치하는 결과를 얻었다.

• 한국가스학회지
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• 제12권4호
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• pp.14-20
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• 2008

본 논문에서는 멤브레인 내부탱크, 합판, PUF 보냉재, 또 다른 합판, 예응력 콘크리트(PC) 구조물로 건설된 LNG 저장탱크의 강도안전성을 4가지의 누설해석 파괴모델에 대해 수치적으로 해석하였다. $200,000\;m^3$의 저장용량을 갖는 탱크벽면을 통한 LNG의 누설기준은 열저항 온도해석의 핵심이론이다. 결국 누설 LNG의 초저온 온도가 외부탱크의 외측벽면에서 검출되면, 이것은 저장탱크의 벽면두께를 통해 누설되었다고 가정할 수 있다. 열저항법에 기초한 누설안전성 해석결과에 의하면 합판이나 PUF 등은 벽면을 통해 누설하는 LNG를 차단할 수 있지만, 이들 벽면은 누설 LNG의 압력에 의해 파괴되므로 누설안전성을 보장하지 못한다. 그러나, PC 외부탱크는 누설된 LNG 압력을 접해도 초기에는 견디지만, 시간이 경과하면서 누설된 LNG가 탱크벽체 내부로 계속 스며들어 벽체의 온도가 급격하게 떨어지면서 누설은 진행될 것으로 예상된다. 따라서 PC 외부탱크는 누설 LNG를 일정기간 체류시켜 LNG의 누설기간을 연장하는 효과를 제공할 뿐이다.

• 한국가스학회지
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• 제27권2호
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• pp.32-38
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• 2023

수도권 내 화학공장에서 부식성 유체를 펌프로 저장탱크에 공급하던 도중 수위파악이 정확히 되지 않아 상부 배기벤트로 부식성유체가 누출되는 사고가 발생하였다. 누출 사고가 발생한데는 다양한 원인이 있지만 직접 원인인 레벨게이지의 수위 지시계가 고착되는 것에 초점을 맞추었다. 분석 결과 사고가 발생한 사업장에서 사용되는 수위 지시계를 임의로 교체하였으며, 사고발생인 여름에 Tubular 방식의 레벨게이지는 열팽창이 쉽게 일어나서 다른 형태보다 고착이 발생될 수 있는 것으로 파악되었다. 또한 국내에는 저장탱크에 설치되는 계측기기의 설치기준이 명확치 않아 적정설치 검토에 어려움이 있었다. 따라서 본 연구에서는 사고사례 및 해외기준을 바탕으로 저장탱크 계측기기류 설치 시 유의사항에 대해 검토하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.353-360
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• 2017

본 연구에서는 장미 재배온실을 대상으로 온실 내부의 태양잉여열과 외부의 공기열을 선택적 열원으로 이용하여 온실난방용 온수를 생산할 수 있는 공기 대 물 히트펌프의 설계와 성능시험을 수행하였다. 태양잉여열 이용 축열운전과 외기열 이용 축열운전은 작물의 생육적온을 고려한 온실내부의 설정온도에 따라 자동전환 되도록 설계하였다. 제어반에 12개의 기준온도를 설정함으로써 축열운전 전환, 난방, 환기를 자동제어하며, 태양잉여열-외기열 선택적 축열운전에서 축열조의 온도는 축열능력과 난방부하에 대응하여 $35{\sim}52^{\circ}C$로 3단계 변온제어 하였다. 태양잉여열-외기열 선택적 축열에서 태양잉여열 이용 축열은 전체 시간의 23.1%, 외기열 이용 축열은 30.7%, 히트펌프 휴지시간은 46.2%를 차지하였으며, 난방성능계수는 태양잉여열 이용 축열 시 3.83, 외기열 이용 축열시 2.77, 전체 3.24로 평가되었다. 비교시험을 위해 축열조 온도를 $50{\sim}52^{\circ}C$로 항온제어 하는 조건에서 외기열 단독 이용 축열 시험을 수행하였으며 이때의 난방성능계수는 2.33으로 분석되었다. 결과적으로 공기 대 물 히트 펌프의 열원으로 온실내부 태양잉여열과 외부 공기열을 병용하고, 축열조 온도를 변온제어 한 결과 일반적인 외기열 이용 축열운전과 축열조 항온제어에 비해 난방성능 계수가 39% 향상됨을 확인하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1996년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.193-205
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• 1996

This paper deals with experimental study on thermal characteristics that a cooling fluid is affected to ice ball as being measuring the temperature in storage tank and ice ball governing the rate of heat storage. Distributor was taken as inlet geometry factor. flow rate of cooling fluid which was a brine were 2, 4, and 6LPM, and 8, 10, and 12$^{\circ}C$ in the temperature difference for dynamic factors with respect to three ice ball types(103, 96, 76mm). In case of in flowing cooling fluid, since inertia force is suppressed by lower flow rate the amount of heat was transferred to ice ball by heat conduction high because density difference is high. And in case of larger ice ball, a long-term storage was available because reaching time at steady state is relatively long. consequently, smaller ice ball could be suitable to a short-term storage.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 2003년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.173-181
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• 2003

• 한국가스학회지
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• 제7권3호
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• pp.13-17
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• 2003

LNG 저장탱크의 주요 구조인 멤브레인은 LNG 누설을 방지하기 위하여 설계되었다. 멤브레인 유닛은 $-162^{\circ}C$의 액화시킨 LNG의 접촉에 따라 발생하는 가스압, 액압, 그리고 열하중을 지지하도록 설계되므로 멤브레인 구조의 강도를 실험적 방법을 이용하여 측정하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 상용 전기저항식 스트레인 게이지와 자체적으로 제작한 기계적 열 변형 측정 장치를 이용한 변형 측정 시스템을 제안하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.525-533
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• 2022

In this study, in order to numerically analyze the heat flow characteristics in the valve according to the opening rate for the solenoid valve for hydrogen supply applied to the hydrogen storage tank, flow characteristics were comparatively analyzed. Through the analysis of pressure and temperature distributions within the valve according to the high-pressure supply condition of 70 MPa or more, the heat flow characteristics in the valve, inlet and outlet passage according to the opening rate of the valve were identified. As a result a sudden change in the fluid behavior appears in the neck region of the valve, and it is understood that the flow separation caused by the flow path shape of the expanded tube has a dominant influence on the flow characteristics. And, it was confirmed that the shape of the valve seat is a factor significantly affecting the improvement of flow rate and differential pressure performance.