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한상조(Sangjo Han),서종범(JongBeom Seo) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集B Vol.38 No.12
최근 전세계적으로 재생에너지의 관심이 증가하고 있다. 그 중 많은 관심을 받고 있는 것이 상대적으로 낮은 온도의 폐열을 사용하는 유기랭킨사이클(ORC)이다. 유기랭킨사이클은 기존의 증기터빈사이클과 유사한 기술을 사용하지만 낮은 온도의 폐열을 사용하기 위해서 증기대신 냉매를 작동유체로 사용한다. 작동유체를 냉매로 사용함으로 인해 이상기체 가정을 사용할 수 없고, 이는 ORC 시스템에 이용되는 터빈의 설계를 좀 더 복잡하게 만든다. 또, 냉매의 큰 분자량과 복잡한 분자구조로 인하여 낮은 음속을 가지게 되고 이로 인해서 쉽게 초킹 조건에 접근하게 된다. 본 연구에서 R245fa 를 작동유체로 하여 입구온도 124℃에 팽창비 9 의 조건에서 터빈의 효율을 증가시키기 위해 다단으로 설계된 아음속 ORC 터빈을 설계하는 과정과 터빈의 성능에 대하여 설명하고자 한다. 설계된 터빈은 200kW 급의 ORC 발전 시스템에 사용될 예정이다. Recently, there has been a growing interest in sustainable energy. One method that has been used is an organic Rankine cycle using conventional turbine technology with a low-temperature waste heat source. A 200-kW organic Rankine cycle (ORC) system was designed for a waste heat recovery application using R245fa as the working fluid. A radial turbine running at 15,000 rpm was employed to generate more than 200 kW with an expansion ratio of nine. Because an ORC turbine uses a refrigerant as the working fluid, the ideal gas law was not employed to design the turbine. In addition, the complexity of the molecular structure of R245fa made it difficult to design the turbine. Because R245fa has an Ma value of one at a low velocity for the working fluid (about 1/3 of the speed of sound in air) at about 100°C, it easily reaches a supersonic flow condition with a small pressure expansion. To increase the efficiency of the turbine, a dual stage radial-type turbine with a subsonic speed was suggested. This paper will describe the design procedure and performance evaluation of the ORC turbine using R245fa.
한상조(Sangjo Han),김치하(Cheeha Kim) 한국정보과학회 1998 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.25 No.11
유선망과 기지국을 가지지 않는 이동 호스트로만 구성된 Ad-Hoc 망에서는 호스트간의 경로수정이 자주 요구되므로 경로설정이 중요한 문제이다. 이전의 대부분의 방법들은 모든 이동 호스트를 동일한 라우터로 보고 유선망에서의 경로설정방법을 적용한다. 그러나 Ad-Hoc 망은 사용가능 대역폭, 망 구성형태 변화정도, 라우터 수와 기능, 호스트의 능력등이 유선망과는 근본적으로 다르다. 따라서 빈번한 경로 변화는 통신 오버헤드와 경로설정 지연시간을 증가시키는 문제를 발생한다. 이 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 Ad-Hoc 망의 특성을 고려하는 경로설정 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 호스트들을 클러스터로 묶어 경로설정 기능을 차별화하며 클러스터의 헤드가 지역적인 망 토폴로지를 유지하고 경로 설정과 재설정을 지원하는 계층적인 경로설정 방법을 사용하여 통신오버헤드와 패킷지연을 줄였다. 제안한 방법의 성능을 평가하기 위하여 모의실험을 통하여 기존의 대표적인 방법들과 통신오버헤드와 패킷지연 측면에서 비교하였으며 특히 호스트의 이동특성이 서로 다른 경우에 매우 우수한 결과를 보였다. Routing is an important issue in Ad-Hoc mobile networks which consist of mobile hosts without the reliable network infrastructure such as a wired backbone and base stations, because route updates are frequently required to adapt the routes to wireless link changes In previous works, most of the routing schemes are based on the routing protocols in wired networks and operate all mobile hosts as identical routers. But Ad-Hoc networks are intrinsically different from wired networks in available bandwidth, topology change rate, number of routers, routing function and host capability. Frequent route updates in previous schemes cause more communication overhead and rerouting delay. In this paper, we propose a routing scheme considering the Ad-Hoc network environment to resolve these problems in Ad-Hoc mobile networks Our scheme reduces communication overhead and rerouting delay using a hierarchical routing approach. The cluster heads maintain the cluster topology and the local network topology, and support routing and rerouting. We present a profile based clustering algorithm, a new metric to determine a proper route, connection less/oriented routing procedures, and cluster topology update procedure. We simulate our proposed routing scheme and the previous schemes for the performance comparison, and present the results. Compared with previous schemes, our proposed routing scheme has lower communication overhead and packet delay in a heterogeneous mobile environment.
한상조(Sangjo Han),서정민(JeongMin Seo),최범석(Bum Seog Choi),박준영(Jun-Young Park) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.10
Recently renewable energy gets a lot of attention to generate electricity. One of them is Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC). OTEC system provides the high pressure working fluid to the turbine-generator and produce electricity. However, small temperature difference in seawater requires the turbine design with high efficiency. The paper presents the details of 20kW turbine development for CC-OTEC including the thermal cycle analysis and meridional design of the 20kW turbine for CC-OTEC.
한상조(Sangjo Han),최범석(Bum Seog Choi),박무룡(Moo Ryong Park) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11
The paper discusses the development of hydrogen liquefaction turbine. Hydrogen gas has good energy density by weight, but has poor energy density compared with hydrocarbons. To get same energy with hydrocarbon, hydrogen needs large storage tanks. Liquefaction of hydrogen can solve this problem. In Claude cycle, the liquefaction system requires a turbo-expander which is not developed domestically. This research covers the process of developing the hydrogen liquefaction turbo-expander from meridional designs to 3D CFD. Off-design performance is checked in different rotating speed and expansion ratio. To check the performance of the turbo-expander, 3D fully CFD simulation is conducted to check the flow and thermal performance using ANSYS CFX. Due to high expansion ratio(5) required for a hydrogen liquefaction system, multi-stage design is employed in this study.