• 한국표면공학회지
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• 제39권3호
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• pp.129-136
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• 2006

The high velocity oxy-fuel sprayed coatings of 38Ni-23Co-20Cr-11Al-3Y-5Ta, 25Ni-34Co-20Cr-11Al-3Y-2Re and 32Ni-34.5Co-22Cr-11Al-0.5Ir (in wt%) were oxidized at 1000 and $1100^{\circ}C$ in air in order to find the alloying effect of Ta, Re and Ir on the oxidation properties of the NiCoCrAlY-base coatings. The primary phase of the coatings was $Ni_3Al$. The oxides formed on the coatings consisted primarily of ${\alpha}-Al_2O_3$, together with some $CoCr_2O_4,\;CoAl_2O_4$, and $Al_5Y_3O_{12}$. Tantalum oxidized to $Ta_2O_5$ and $Ta_2O_{22}$. However, no oxides of Re and Ir were detected by XRD owing to their thermodynamic inertness and/or their small amount.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.234-241
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• 2020

This paper presents a thermodynamic performance analysis of a combined cycle consisting of regenerative organic Rankine cycle (ORC) and liquefied natural gas (LNG) Rankine cycle to recover low-grade heat source and the cold energy of LNG. The mathematical models are developed and the system performances are analyzed in the aspect of thermodynamics. The effects of the turbine inlet pressure and the working fluid on the system performance such as the mass flow rates, heat transfers at heat exchangers, power productions at turbines, and thermal efficiency are systematically investigated. The results show that the thermodynamic performance of ORC such as net power production and thermal efficiency can be significantly improved by the regenerative ORC and the LNG cold energy.

• 한국연소학회지
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• 제22권1호
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• pp.8-13
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• 2017

Ignition delay time of methane/oxygen mixture is measured experimentally with the shock tube in order to obtain the data for high pressure conditions where gas turbines and internal combustion engines are operating. The shock tube experiment is validated first over the temperature range of 1400-2000 K at 10 bar and with the various equivalence ratios of 0.5, 1 and 2. The measured ignition delays are compared with the data from the literatures. And then, experiments are conducted for non-explored conditions, i.e., at 40 bar and with the equivalence ratio of 1.5. The present experimental data show a good agreement with the available ones from the literatures and reasonable dependence on pressure and equivalence ratio. In addition, the effects of the temperature and equivalence ratio on ignition delay time are analyzed.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권5호
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• pp.1658-1663
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• 2021

Research on climate change and global warming on the power generation systems are rapidly increasing because of the Importance of the sustainable energy supply, thus the electricity supply since its growing share, in the end, uses energy supply. However, some researchers conducted this field, but many research gaps are not mentioned and filled in this field's literature since the lack of general statements and the quantitative models and formulation of the issue. In this research, an exergy-based model is implemented to model a set of six power generation technologies (combined cycle, gas turbine, nuclear plant, solar PV, and wind turbine) and use this model to simulate each technology's responses to climate change impacts. Finally, using these responses to define and calculate a formulation for the relationship between the system's energy performance in different environmental situations and a dimensionless index to quantize each power technology's reliability against the climate change impacts called the Pahlev reliability index (P-index) of the power technology. The results have shown that solar and nuclear technologies are the most, and wind turbines are the least reliable power generation technologies.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.162-163
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• 2022

Maritime transportation is going to transfer to alternative fuels as a result of the worldwide demands toward decarbonization and tougher maritime emissions regulations. Methanol is considered as a potential marine fuel, which has the ability to reduce SOx and CO₂ emissions, reduce climate change effects, and achieve the objective of green shipping. This work proposes and combines the innovative combination system of direct methanol solid oxide fuel cells (SOFC), proton exchange membrane fuel cells (PEMFC), gas turbines (GT), and organic Rankine cycles (ORC) for maritime vessels. The system's primary power source is the SOFC, while the GT and PEMFC use the waste heat from the SOFC to generate useful power and improve the system's ability to use waste heat. Each component's thermodynamics model and the combined system's model are established and examined. The multigeneration system's energy and exergy efficiency are 76.2% and 30.3%, respectively. When compared to a SOFC stand-alone system, the energy efficiency of the GT and PEMFC system is increased by 19.2%. The use of PEMFC linked SOFC has significant efficiency when a ship is being started or maneuvered and a quick response from the power and propulsion plant is required.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제10권3호
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• pp.245-256
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• 2023

In order to improve aerodynamic performance of multi-stage axial flow turbines used in aircraft engines, a one-dimensional aerodynamic design and optimization framework is constructed. In the method, flow path is generated by solving mass continuation and energy conservation with loss computed by the Craig & Cox model; Also real gas properties has been taken into consideration. To obtain an optimal result, a multi-objective genetic algorithm is used to optimize the efficiencies and determine values of various design variables; Final design can be selected from obtained Pareto optimal solution sets. A three-stage axial turbine is used to verify the effectiveness of the developed optimization framework, and designs are checked by three-dimensional CFD simulation. Results show that the aerodynamic performance of the optimized turbine has been significantly improved at design point, with the total-to-total efficiency increased by 1.17% and the total-to-static efficiency increased by 1.48%. As for the off-design performance, the optimized one is improved at all working points except those at small mass flow.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.87-97
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• 2000

국내에서 최초로 개발된 기본훈련기 KT-1의 추진기관인 터보프롭 엔진(PT6A-62)을 위한 정상상태 성능모사 덴 진단 프로그램을 개발하였다. 개발된 정상상태 성능해석 프로그램의 검증을 위해 해석 결과를 엔진 제작사에서 제공한 성능 데이터 및 가스터빈 엔진의 성능 모사 프로그램으로 잘 알려진 GASTURB와 비교하였다. 개발된 정상상태 성능해석 프로그램의 검증을 위해 해석 결과를 엔진 제작사에서 제공한 성능 데이터 및 가스터빈 엔진의 성능 모사 프로그램으로 잘 알려진 GASTURB와 비교하였다. 개발된 프로그램의 유용성을 검증하기 위해 다양한 고도, 비행마하수, 부분부하에서의 성능을 해석하였다. GPA(Gas Pess Analysis) 방법은 엔진의 성능 저하를 구성품 효율의 저하와 공기유량의 변화량으로 나타내는 방법이다. 오염, 부식, 침식과 같은 물리적 손상을 탐지하기 위한 최적의 계측변수 선정을 위해 GPA 방법은 유용하다. 본 연구에서는 최적의 계측변수를 선정하기 위해 2가지 방법을 이용하였다 하나는 독립변수의 수를 다르게 하여 계측기 수가 진단에 미치는 영향을 알아보았으며 다음 종속변수의 종류가 미치는 영향을 살펴보았다. 해석 결과에 따르면 압축기 입구 온도 및 압력, 압축기 터빈 입구 온도 및 압력, 동력 터빈 입구의 온도 및 압력과 축마력, 연료유량 등을 측정하여 진단에 이용하는 것이 가장 오차가 적었다.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.22-28
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• 2021

발전용 가스터빈에 사용되는 이중 콘형 예혼합 연소기의 성능 개선 및 검증을 위하여 기존 노즐에서 연료 분사 특성을 개선한 노즐(분사구 직경 증가, 분사구 수 감소, 총 분사면적 유지)을 이용하여 고압 및 다중화염 조건에서 실험 연구를 수행하였으며 배기가스 특성을 기존 노즐과 비교하였다. 실험 결과로는 노즐의 연료 직경을 크게 한 경우 연소용 공기로 연료의 침투 거리가 증가하기 때문에 콘 내부에서 연료와 공기의 혼합특성이 개선되어 상압뿐만 아니라 압력 상승 시 NOx 배출 농도는 감소하며 다중 화염의 경우 화염간 연소영역의 중첩이 감소하게 되어 NOx 배출은 감소하지만 화염 안정성은 저하된다. 연료 분사구를 개선한 노즐의 발전 플랜트 실증 결과는 실험 결과와 같이 기존 노즐에 비하여 NOx 농도가 낮게 배출되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.103-110
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• 2018

함정으로부터 방사되는 적외선 신호는 주로 함정의 내연 기관에 의해 발생하는 내부적 신호와 태양열에 의해 가열된 함정 표면에서 발생하는 외부적 신호로 분류된다. 이중 내부적 신호는 주요 추진 체계를 구성하는 가스 터빈 및 디젤 엔진 폐기 가스의 화학적 조성 인자들($CO_2$, $H_2O$, CO, soot)에 의해서도 영향을 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 현재까지 국내 함정에 탑재된 가스 터빈과 디젤 엔진에서 생성되는 폐기 가스의 화학적 조성비를 조사하여 인자와 수준을 선정하였으며, 직교 배열 실험 계획법으로 폐기 가스의 화학적 조성 인자들과 구성 비율이 함정의 적외선 신호에 미치는 영향을 연구하였다. 적외선 신호 해석 프로그램을 이용하여 계산된 폐기 가스의 적외선 신호 강도는 분석의 용이성을 높이기 위해 신호 대 잡음비로 변환하여 제시하였다. 신호 분석 결과, 가스 터빈과 디젤 엔진 모두 중적외선 대역의 신호에는 $CO_2$, soot 및 $H_2O$가 주요영향인자임이 밝혀졌다. 그리고 원적외선 대역의 신호에는 $H_2O$와 $CO_2$가 주요한 영향을 미치는 인자임을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제21권2호
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• pp.148-157
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• 2008

$1,000^{\circ}C$ 이상의 고온에서 수천~수만 rpm으로 작동하는 가스터빈 부품의 수명을 예측하기 위하여 크립파단 실험으로 얻어진 Larson-Miller 크립곡선을 활용하고 있다. 이 방법은 고온에서 시편에 하중을 주어 파단수명을 구하여 크립 파단수명을 온도와 하중의 함수로 나타낸 실험결과 곡선이다. 파손적 실험으로서 오차가 수십배를 상회하여 수명예측이 정확하지 않다. 반면에 본 연구에서는 비 파손적일 뿐 아니라 더 정확한 수명예측이 가능한 방법을 소개하고자 한다. 즉, $1,280^{\circ}C$에서 22,000시간(6,000 기동) 사용되어 폐기된 보령 가스터빈 제1단 단결정 블레이드(버켓)에 국부적으로 polishing한 후, 부식시킨 다음 replica를 떤다. 이 replica에 붙은 석출물들은 TEM과 SEM 사진으로 구하여 디지털 이미지하여 크기가 측정된다. 블레이드가 사용 전에 $0.45{\mu}m$ 크기에서 사용 후, $0.6{\mu}m$로 성장하였으나, 추가적으로 약 만여 시간 더 사용할 수 있으며 열처리를 추가하면 이만여 시간 더 사용할 수 있음을 알 수 있었다.