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- 저자 : 안응진(An, Eoung-Jin) (검색결과 17 건)
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순수 물과 에탄올 산화 탄소나노유체의 열전도도 및 점도 특성 비교 연구
안응진,박성식,천원기,박윤철,전용한,김남진,An, Eoung-Jiw,Park, Sung-Seek,Chun, Won-Gee,Park, Yoon-Chul,Jeon, Youn-Han,Kim, Nam-Jin 한국태양에너지학회 2012 한국태양에너지학회 논문집 Vol.32 No.suppl3
Nanofluids are advanced concept fluid that solid particles of nanometer size are stably dispersed in fluid likes water, ethylene glycol and others. They have higher thermal conductivities than base fluids. If using this characteristic, efficiencies of heat exchangers can be increased. Therefore in this study, we measured thermal conductivity and viscosity of carbon nanofluids. They were made to ultra sonic dispersed oxidized multi-walled carbon nanotubes(OMWCNTs) in distilled water and ethanol, respectively. The mixture ratios of OMWCNTs were from 0.0005 vol% ~ 0.1 vol%. Thermal conductivity and viscosity was measured by transient hot-wire method and rotational viscometer. The results of an experiment are as in the following: thermal conductivity of the 0.1 vol% pure-water nanofluid improved 7.98% ($10^{\circ}C$), 8.34% ($25^{\circ}C$), and 9.14% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 37.08% ($10^{\circ}C$), 33.96% ($25^{\circ}C$) and 21.64% ($70^{\circ}C$) than the base fluids. Thermal conductivity of the 0.1 vol% ethanol nanofluids improved 33.72% ($10^{\circ}C$), 33.14% ($25^{\circ}C$), and 32.25% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 35.12% ($10^{\circ}C$), 32.01% ($25^{\circ}C$) and 19.12% ($70^{\circ}C$) than the base fluids.
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태양열 집열기 히트파이프 효율 향상을 위한 에탄올-산화탄소나노유체의 특성 비교 연구
안응진(An, Eoungjin),박성식(Park, Sungseek),김남진(Kim, Nmajin) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
최근 급격한 경제성장과 고도 산업사회로의 전환에 따라 에너지 수요가 크게 증가하고 있다. 이에 따라 석유, 가스 등 화석에너지의 소비량과 온실가스 배출량이 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 화석에너지의 소비와 온실가스 배출을 저감시키기 위해 친환경적인 에너지를 이용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 노력 중 하나가 바로 태양열에너지를 이용하는 방법이다. 태양열에너지는 자원 고갈의 우려가 없고, 에너지의 이용 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 에너지 밀도가 낮고 에너지의 공급이 기상조건에 따라 큰 영향을 받으므로 태양열에너지를 이용하기 위해서는 효율적인 집열시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우수한 열적특성을 가진 탄소나노유체를 히트파이프 작동유체에 적용하여, 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 탄소나노유체의 열전도도 및 점도특성을 비교분석하였다. 나노유체는 에탄올에 산화 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 혼합하고, 초음파 분산하여 제조하였다. 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도와 점도는 저온(10?C), 상온(25?C), 고온(70?C)에서 측정하여 비교분석하였으며, 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하였다. 실험 결과 0.1 vol%의 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도는 기본 유체 대비 33.72%(10?C), 33.14%(25?C), 32.26%(70?C)가 향상되었으며, 점도 또한 기본유체보다 크게 증가하지 않아 히트파이프 작동유체로서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 태양열 집열기 히트파이프의 효율 향상을 위한 기초자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.
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안응진(An, Eoung-Jin),박성식(Park, Sung-Seek),김남진(Kim, Nam-Jin) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05
탄소나노튜브는 높은 전기 전도성과 열 전도성을 가지며, 이러한 특성 때문에 21세기를 주도해 나갈 수 있는 차세대 첨단 소재로서 각광을 받고 있다. 또한 최근에는 나노공학기술의 발달로 인하여 획기적으로 높은 열전도도를 나타내는 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nanotubes, MWCNTs)의 대량 생산이 가능하게 되면서 다중벽 탄소나노튜브의 높은 열전도도 특성을 이용하여 탄소나노튜브를 기본 유체 및 기능성 유체에 안정하게 분산 시킨 후 이를 이용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 탄소나노튜브를 유체에 안정하게 분산시키기 위한 방법으로는 기계적 분산법, 물리적 흡착에 의한 분산법, 화학적 개질에 의한 분산법이 있다. 따라서 본 연구에서는 이들 분산 방법과 탄소나노튜브 입자의 물성치에 따른 나노유체의 특성을 알아보기 위하여 나노유체의 열전도도와 점도 특성을 비교 분석하였다. 모든 물성치는 같지만 탄소나노튜브의 길이만 다른 두 종류의 다중벽 탄소나노튜브에 각각 계면 활성제(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS) 100 wt%와 고분자 화합물(Polyvinyl Pyrrolidone, PVP) 300 wt%를 첨가하여 나노유체를 제조하였으며, 산화처리 된 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-Walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 증류수에 초음파 분산하여 산화나노유체를 제조하였다. 나노유체의 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 나노유체의 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하여 측정하였다. 실험 결과, 상온에서 동일 혼합비의 나노유체를 비교했을 때, 산화나노유체가 SDS 100 wt%, PVP 300 wt%를 혼합한 다른 나노유체보다 높은 열전도도 특성을 보였으며 점도 특성 또한 가장 낮은 것으로 측정되었다. 특히 상온에서 0.1vol%의 산화 CM-100 나노유체는 증류수보다 열전도도가 8.34%가 증가하였고, 10?C의 저온에서는 상온에서 증류수와 비교하여 측정된 열전도도 값보다 0.36%가 감소한 7.98%가 증가함을 보였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 높은 열전도도를 필요로 하는 열교환기의 작동유체나 기타 활용 분야에 대한 기초 자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.
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태양열 집열기 적용을 위한 순수 물과 에탄올 탄소나노유체의 특성 비교 연구
안응진(An Eoung-Jin),박성식(Park Sung-Seek),천원기(Chun Won-gee),박윤철(Park Yoon-Chul),김남진(Kim Nam-Jin) 한국태양에너지학회 2012 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.3
In this study, for increasing the efficiency of solar collector, the thermal conductivities and viscosities of the pure water and ethanol oxidized multi-walled carbon nanofluids were measured Nanofluids were manufactured by ultra-sonic dispersing oxidized multi-walled carbon nanotubes(OMWCNTs) in the pure-water and ethanol at the rates of 0.0005 ~ 0.1 vol%. the Thernal conductivities and viscosities of manufactured nanofluids were measured at the low temperature(10℃), the room temperature(25℃) and the high temperature(70℃). For measuring thermal conductivity and viscosity, we used Transient Hot-wire Method and Rotational Digital Viscometer, respectively. As a result, under given temperature conditions, thermal conductivity of the 0.1 vol% pure-water nanofluid improved 7.98% (10℃), 8.34% (25℃), and 9.14% (70℃), and its viscosity increased by 37.08% (10℃), 33.96% (25℃) and 21.64% (70℃) than the base fluids. Thermal conductivity of the 0.1 vol% ethanol nanofluids improved 33.72% (10℃), 33.14% (25℃), and 32.36% (70℃), and its viscosity increased by 37.93% (10℃), 31.92% (25℃) and 29.42% (70℃) than the base fluids.
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박성식(Park, SungSeek),안응진(An, EoungJin),김남진(Kim, NamJin) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05
메탄 하이드레이트는 낮은 온도와 높은 압력 조건에서 물분자들의 격자구조에 메탄가스분자가 포획되어 수소결합으로 형성되는 외관상 얼음과 비슷한 결정성 화합물이다. 1m³의 메탄 하이드레이트는 표준상태에서 172m³의 메탄가스와 0.8m³의 물로 분해되며, -10?C{sim}-20?C의 온도에서는 하이드레이트 입자표면에서 생성되는 얼음막으로 인하여 상압에서도 안정하게 존재하는 자기보존 효과를 가지고 있다. 따라서 이와 같은 특징을 천연가스 수송 및 저장의 방법으로 이용할 경우 -162?C의 초저온을 만들고 유지시키기 위하여 고가의 설비를 필요로 하는 기존의 LNG 수송방법을 대체할 수 있다. 특히 연간 천연가스 소비량을 0.4 ~ 1.0 million ton으로 가정했을 때, 하이드레이트 수송방법은 LNG 수송에 비해 18 ~ 25% 정도의 비용을 절약할 수 있는 경제적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 하이드레이트를 인공적으로 제조할 경우 물분자와 가스분자의 반응율이 낮기 때문에 하이드레이트가 생성되기까지 많은 시간이 소요되며, 하이드레이트에 포획되는 가스분자의 양도 적다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다공성 물질인 천연 제올라이트와 제올라이트 13X를 이용하여 제올라이트 혼합유체를 제조하였으며, 메탄가스와 반응시켜 하이드레이트를 생성시키는 실험을 수행하였다. 그 결과, 하이드레이트 생성 시 천연 제올라이트와 제올라이트 13X 모두 0.01 wt%의 혼합비율에서 가장 좋은 효과를 나타내었으며, 하이드레이트에 포획된 가스의 양은 같은 과냉도 조건에서 천연제올라이트와 제올라이트 13X 혼합유체를 이용하여 하이드레이트를 생성 시켰을 때, 증류수보다 각각 4배, 5배 높음을 보였다. 또한 낮은 과냉도에서 하이드레이트 생성 시 제올라이트, 제올라이트13X 혼합유체에서 하이드레이트 생성시간이 증류수에서 하이드레이트를 생성시킬 때보다 빨라짐을 확인하였다.
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THF-탄소나노튜브 나노유체를 이용한 메탄 하이드레이트 제조
박성식(Park, SungSeek),안응진(An, EoungJin),김남진(Kim, NamJin) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
본 연구에서는 THF(Tetrahydrofuran)와 산화탄소나노튜브를 혼합한 유체가 메탄 하이드레이트 생성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 하이드레이트 생성실험을 수행하고 비교분석하였다. 먼저 하이드레이트 생성 시 정확히 큰 동공에 하나의 THF 분자를 위치시킬 수 있는 5.56 mol%의 THF 혼합유체와 0.003 wt%의 산화 탄소나노튜브를 첨가한 산화탄소나노유체에서 하이드레이트 생성실험을 수행한 결과 같은 과냉도에서 상평형은 THF가 우수하였으며, 하이드레이트 생성에 소모되는 가스소모량은 산화탄소나노튜브가 월등히 우수한 효과를 보였다. 따라서 이 두 종류 촉진제의 단점을 보완하고, 우수한 효과를 이끌어 내기 위해 THF와 산화탄소나노튜브를 혼합하였다. 0.003 wt%의 산화탄소나노유체에 5.56 mol%의 THF를 혼합하였으며, 하이드레이트 상평형, 가스소모량, 생성시간을 측정하여 증류수와 THF, 산화탄소나노유체와 비교하였다. 그 결과, THF+산화탄소나노튜브 혼합유체의 상평형은 THF의 상평형과 비슷하였으고, 과냉도 3.4K에서의 가스소모량은 산화나노유체가 증류수의 3.6배, THF가 증류수의 1.7배, THF+산화탄소나노튜브 혼합유체가 증류수의 5.2배로 THF+산화탄소나노튜브 혼합유체에서 가스소모량이 가장 높음을 알 수 있었다. 또한 하이드레이트 생성시간은 같은 과냉도에서 THF+산화탄소나노튜브 혼합유체가 THF보다 빠르며, 산화탄소나노유체의 하이드레이트 생성시간과 비슷함을 보였다. 따라서 THF+산화탄소나노튜브 혼합유체는 THF의 우수한 상평형 효과와 탄소나노튜브의 높은 가스소모량 효과를 같이 가지고 있음을 확인하였다.
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태양에너지 이용을 위한 열음향 레이저의 특성 비교 연구
박성식(Park Sung-Seek),안응진(An Eoung-Jin),오승진(Oh Seung-Jin),천원기(Chun Won-Gee),김남진(Kim Nam-Jin) 한국태양에너지학회 2012 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.3
The conversion of solar energy into acoustic waves is experimentally studied. Measurements were made on the Sound Pressure Level (SPL), frequency, onset time and the temperature gradient across the stack. A pyrex resonance tube is used with a honey-comb structure ceramic stack along with Ni-Cr and Cu wires. An AL1 acoustical analyzer was used to measure the SPL and frequency of acoustic waves whereas K-type thermocouples were hired to estimate temperature gradients. For a resonance tube of 100mm, no acoustic waves were generated with a power input of 25W. By increasing its length to 200mm, however, maximum SPLs of 96.4 dB, 106.3 dB and 112.8 dB were detected for the tubes of 10mm, 20mm and 30mm in IDs and their respective stack positions of 70mm, 60mm and 50mm from the closed end.
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