• 한국분무공학회지
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• 제28권1호
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• pp.43-48
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• 2023

The waste-heat-recovery boiler with water spray (HR-B/WS) applies the heat exchange between the inlet air and exhaust gas with the water spray into the inlet air. The evaporation of water in the inlet air promotes heat recovery from the exhaust gas so that thermal efficiency can be improved by the enhanced condensing effect. The NOx emission can also be reduced by lowering the flame temperature due to the dilution effect of the water. In this study, the validity of this concept is examined by the practical boiler test performed with a 24 kW condensing boiler under the full load condition according to the water injection amount. The theoretical amount of water injection is calculated under the assumption of full evaporation of the sprayed water, which is calculated as 50 g/min. Since the injected water cannot evaporate fully in the actual system, the maximum water spray amount is set as 100 g/min. The results showed that the water injection can increase the thermal efficiency up to 95.59% and reduce NOx and CO emissions simultaneously to 8.9 ppm and 35 ppm at 0% of O₂. Although the heat energy loss increased due to the unevaporated water, the increase in water injection amount caused higher thermal efficiency due to the increased amount of the evaporated water.

• 한국추진공학회지
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• 제26권6호
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• pp.21-27
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• 2022

C_f/SiC 복합재는 저밀도, 높은 기계적 강도, 우수한 열 안정성을 가지고 있어 로켓 추진기관, 항공 및 군사 분야 등의 고온 응용 산업에 유망한 재료이다. 그러나 용융 실리콘 함침(Liquid Silicon Infiltration, LSI) 공정을 통해 제작된 복합재는 잔존하는 Si에 의하여 물리적, 열적 특성이 저하된다. 본 논문에서는 LSI 공정을 통해 제작된 C_f/SiC 복합재의 내부 Si을 제거하기 위한 방안으로 탈규소화(de-siliconization) 공정을 도입하였다. 최대 5분 동안 옥시아세틸렌 토치 테스트를 진행하고 시편의 산화된 표면과 단면은 3D scanning, X-ray diffraction(XRD), 광학현미경(OM), 전자주사현미경(SEM)으로 분석하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.25-27
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• 2022

최근 4차 산업의 발전으로 대기오염 등의 환경문제가 심각해지고 있으며, 특히 산업현장에서 대기오염 물질이 많이 발생한다. 대기오염 물질은 다양한 종류가 있으며, 그 중 일산화탄소는 산업현장에서 발생하는 화재의 요소에 필수적으로 존재하기 때문에 실시간으로 모니터링 가능해야 한다. 또한 대기오염 물질 이외의 여러 환경요소들도 실시간으로 계측 가능한 원격 모니터링 시스템이 요구되고 있다. 본 논문에서는 산업현장의 환경을 원격으로 계측하기 위하여 무선통신을 이용한 모니터링 시스템을 제안한다. 제안한 모니터링 시스템은 센서부의 일산화탄소센서, 가연성가스센서, 온습도센서, 불꽃감지센서 등을 이용하여 데이터를 송신부의 아두이노에 수집한 후, 지그비를 이용하여 수신부로 전송한다. 전송한 데이터는 수신부 라즈베리파이의 데이터베이스에 저장하고, 저장한 데이터는 모니터링 시스템을 통하여 실시간 모니터링이 가능하다.

• 한국재료학회지
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• 제34권3호
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• pp.175-183
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• 2024

Geopolymer, also known as alkali aluminum silicate, is used as a substitute for Portland cement, and it is also used as a binder because of its good adhesive properties and heat resistance. Since Davidovits developed Geopolymer matrix composites (GMCs) based on the binder properties of geopolymer, they have been utilized as flame exhaust ducts and aircraft fire protection materials. Geopolymer structures are formed through hydrolysis and dehydration reactions, and their physical properties can be influenced by reaction conditions such as concentration, reaction time, and temperature. The aim of this study is to examine the effects of silica size and aging time on the mechanical properties of composites. Commercial water glass and kaolin were used to synthesize geopolymers, and two types of silica powder were added to increase the silicon content. Using carbon fiber mats, a fiber-reinforced composite material was fabricated using the hand lay-up method. Spectroscopy was used to confirm polymerization, aging effects, and heat treatment, and composite materials were used to measure flexural strength. As a result, it was confirmed that the longer time aging and use of nano-sized silica particles were helpful in improving the mechanical properties of the geopolymer matrix composite.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.409-416
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• 2010

순산소 연소와 배가스 재순환(FGR : Flue Gas Recirculation) 기술은 $CO_2$ 저감 목적으로 많은 연구자들의 관심을 받아왔다. 본 연구는 다공 동축 버너를 이용하여 산소 공급비(OFR : Oxygen Feeding Ratio)에 따른 순산소 연소 특성과 동일 조건에서 FGR 시스템을 모사하기 위하여 공급 위치에 따른 $CO_2$ 첨가 효과의 특성을 비교하는 데에 초점을 맞추었다. 순산소 연소는 당량비 0.93 에 해당하는 연료 유량 15lpm 일 때 OFR 전 영역에서 안정적이었고, 화염 구조와 길이는 OFR 에 따라 변동하였다. 순산소 연소에 $CO_2$ 를 첨가할 때, 안정, 천이, 준평형, 불안정 그리고 날림 등의 다양한 안정화 모드가 관찰되었으며, 연소로 내의 전반적인 온도분포가 감소하였고, 특히 case 4 에서 1800 K 이하로 떨어져 최대 감소 효과를 보였다. 노즐 끝단으로부터 높이에 따른 $CO_2$ 농도는 첨가된 $CO_2$ 의 체적 비율에 따라 변동하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.21-27
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• 2012

본 연구에서는 그라스울 샌드위치패널의 연소특성을 판단하기 위하여 밀도와 두께가 다른 총 6종류(밀도: 48/64 K, 두께: 50/75/100 T)의 시편을 선정하여, KS F ISO 9705 시험법을 준용하여 실물화재 시험을 실시하였다. 실물화재 시험은 $2.4(L){\times}3.6(W){\times}2.4(H)m$ 크기의 화재실 내부에 시험체를 설치하여 프로판 버너에 의해 시편을 화염에 노출시켜 연소특성을 판단하게 된다. 총 25분에 시험 시간 동안 프로판 버너는 100 kW(10분), 300 kW(10분)로 출력되며, 시험을 통해 열방출률, 열류량, 내부 온도가 측정된다. 실물화재 시험을 실시한 결과, 버너 열량을 포함하여 각 시편의 최대 열방출률은 333.2~365.5 kW, 최대 열류량은 12.4~12.9 kW/$m^2$로 나타났으며, 최대 내부온도는 모든 시편에서 $500^{\circ}C$를 초과하지 않았다. 실물화재 시험 중에 플래시오버 현상은 발생하지 않았으며, 각 시편의 열방출률, 열류량, 내부 온도 측정결과 시편의 밀도 및 두께에 따른 차이점은 나타나지 않았다.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.33-39
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• 2009

이 연구는 천연가스버스에 장착된 용기가 국부화염에 집중적으로 노출되었을 때나 외기온도가 높은 여름철 충전과정에서 과 충전되었을 때 용기파열을 방지하기 위한 방안으로 압력방출장치의 성능을 확인하고 확대 적용할 목적으로 의도되었다. 열사이클링 실험결과, $-40^{\circ}C{\sim}82^{\circ}C$ 인증기준에서 가스누출요건을 모두 충족하였지만 $-45^{\circ}C{\sim}135^{\circ}C$의 가속조건에서는 3개사 시험편중 2개사 시험편의 오링이 손상되었다. 또한 온도감응형 PRD의 평균작동시간은 액체봉입식이 1분 39초가 걸렸고, 가용합금식이 2분 31초가 소요되어 액체봉입식이 가용합금식보다 약 1분 정도 빠름을 나타내었다. 또한 압력감응형 PRD의 작동압력은 가속조건에서 약 32.1 MPa을 나타내었고 인증기준에서의 압력감응형 PRD의 파열압력은 $30.7{\sim}32.1\;MPa$를 기록하였다. 이상의 실험을 통해서 압력방출장치의 성능은 온도감응형 PRD의 경우, 액체봉입식이 가용합금식보다 화염에 더 효과적이며, 압력 감응형 PRD의 파열압력은 외부온도 및 반복가압이 파열판의 작동압력에 크게 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권2호
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• pp.164-170
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• 2011

본 연구에서는 실리콘 고무의 내열 및 내화 특성과 같은 열적 특성을 향상시키기 위해 실리콘 고무와 친환경 재료인 펄라이트를 기계적인 방법으로 혼합하여 실리콘 고무/펄라이트 복합체를 제조하였다. 다양한 분석 방법을 통하여 실리콘 고무/펄라이트 복합체의 특성은 펄라이트의 함량에 의존한다는 것을 확인하였다. 열중량 분석에서 순수한 실리콘 고무보다 실리콘 고무/펄라이트 복합체가 더 높은 온도에서 분해가 시작됨을 확인하였다. 가스 토치 시험을 통하여 펄라이트가 첨가된 복합 재료의 후면 온도가 순수한 실리콘 고무에 비하여 현저히 낮음을 알 수 있었고, RABT(Richtlinien fur die Ausstatung und den Betrieb won Stra${\beta}$entunneln) 조건에 따른 내화로 시험 그리고 탄화로 시험에서 펄라이트의 함량이 5 wt% 와 10 wt%인 복합체가 뛰어난 열적 안정성을 나타내었다. 주사전자현미경 (SEM)으로 실리콘 고무 내에서 펄라이트의 분산정도를 관찰하였다. 또한 한계산소지수(LOI)는 펄라이트의 함량에 따라 증가함을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.9-15
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• 2010

최근 사용이 늘어나고 있는 고강도 콘크리트는 화재에 취약하여 고열에 의해 내부 수증기압의 상승으로 폭렬 현상이 발생하게 된다. 이러한 폭렬 현상의 방지 방안으로 유기질 섬유를 이용한 방법이 가장 많이 연구되고 있지만 이 방법은 결국 화재 후 콘크리트의 강도 저하를 초래하게 된다. 따라서 본 연구는 포비성 Alkali-Silicates계 내화재를 피복하여 유기질 섬유를 적용한 경우와 폭렬 특성 및 잔존 압축강도 특성을 검토하였다. 유기질 섬유의 혼입 방법으로 P.P, Nylon 섬유를 사용하였고, 내화 피복의 방법으로 포비성 Alkali-Silciates계 내화재를 사용하였다. 내화 시험은 자체 제작한 가열로에서 화염방사기를 이용하여 3시간 동안 화염 실험을 실시하였다. P.P 섬유를 혼입한 경우 폭렬은 방지 하였지만 잔존 압축강도는 측정할 수 없었고, 포비성 Alkali-Silicates계 내화재로 피복한 경우 폭렬 방지뿐만 아니라 잔존 압축강도가 최고 96%까지 유지되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.39-49
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• 2010

본 연구에서는 담뱃불에 의한 낙엽 착화 특성에 대해 실험과 수치 해석을 이용하여 담뱃불로 인한 산불 발생 위험성에 대해 구명하고자 한다. 실험 방법은 P. densiflora와 Q. variabilis 2종의 낙엽에 대해 수분함유량, 풍속, 바람방향 대비 담뱃불 위치, 낙엽에서의 담뱃불 위치, 담배 굵기, 낙엽의 부서짐 정도, 경사조건 등 총 2,304 조건에 대해 5회 반복실험을 실시하였다. 낙엽의 온도변화는 전산수치해석을 통해 분석하였다. 실험 결과, 전체 2,304 조건의 실험에서 약 8.6%인 197조건에서 발화가 되었고 각 조건별 5회 반복실험에서 모두 발화된 최적조건은 전체의 약 0.6%인 13조건으로 조사되었다. 담뱃불로 인해 100% 발화가 가능한 최적 조건은 수분함유량 15% 미만, 부서진 낙엽상태, 풍속 2.0m/s 이상, 담뱃불이 낙엽에 덮여 있는 조건이 일치할 경우인 것으로 분석되었다. 열전달 수치해석을 이용한 Q. variabilis 낙엽의 온도변화를 분석한 결과, 담뱃불 부근의 낙엽 바닥면에서 약 $307^{\circ}C$(Max. $317^{\circ}C$) 이상 온도가 지속 되는 것으로 나타났다. 따라서 Q. variabilis의 자연발화 및 착화온도가 각각 $307^{\circ}C$, $305^{\circ}C$인 것에 비추어 담뱃불로 인한 발화가 가능한 것으로 분석되었다.