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임업 및 농산 바이오매스 반탄화 특성 분석: 내수성과 발열량을 중심으로
박선용 ( Sun Young Park ),오광철 ( Kwang Cheol Oh ),이충건 ( Chung Geon Lee ),주상연 ( Sang Yeon Joo ),조라훈 ( La Hoon Cho ),이서현 ( Seo Hyeon Lee ),정인선 ( In Seon Jeong ),김민준 ( Min Jin Kim ),김석준 ( Seo Jun Kim ),김대현 ( 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
원자력 및 화력발전은 국내 전력 생산의 75% 이상을 차지하고 있는 중요한 발전설비이다. 하지만 국내에서는 최근 에너지안전 및 환경오염 문제로 인하여 탈원전, 탈석탄 정책이 추진되고 있다. 따라서 화력발전에 기존의 설비를 그대로 이용할 수 있는 임업 및 농산 바이오매스에 대한 연구의 관심이 커지고 있다. 이러한 바이오매스는 높은 함수율과 낮은 발열량으로 인해 활용이 어렵다. 이를 보완하기 위하여 전처리(가스화, 열분해, 펠릿타이징, 반탄화)를 통한 효율적인 이용방안들이 제시되고 있다. 본연구는 반탄화 공정을 통하여 농업부산물을 효과적으로 활용하고자 한다. 반탄화(Torrefaction)이란 산소가 희박하거나 없는 조건에서 200~300°C사이의 비교적 낮은 온도에서 상대적으로 짧은 시간(1시간 이내)에 이루어지는 전처리 공정이다. 반탄화 공정 후 생성물은 중량감소 및 발열량이 증대로 인한 연료특성이 개선되며 내수성이 증가를 통하여 저장 시 이점을 지니게 된다. 선행연구에서 반탄화 공정 후 변화된 내수성에 대한 연구는 아직 미비한다. 이에따라 본 연구에서는 선정된 바이오매스를 이용한 반탄화 공정을 후 105°C에서 24시간 동안의 건조과정을 통한 함수율의 변화를 통하여 내수성 변화를 분석하였다.
농업부산물 반탄화 공정 예측 모델 Ⅰ : 반응속도 상수 도출 및 질량감소 모델 정립
박선용 ( Sun Young Park ),이상열 ( Sang Yeol Lee ),주상연 ( Sang Yeon Joo ),조라훈 ( La Hoon Cho ),오광철 ( Kwang Cheol Oh ),이서현 ( Seo Hyeon Lee ),정인선 ( In Seon Jeong ),이충건 ( Chung Geon Lee ),김대현 ( Dae Hyun Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
2012년부터 도입된 “신재생에너지 의무할당제(RPS)”로 인하여 500MW이상의 설비 용량을 갖춘 발전소의 경우 총발전량에서 일정 비율을 신재생에너지로 공급하여야 한다. 이러한 신재생에너지 중 농업부산물은 목질계 바이오매스의 한 종류로 `탄소중립(Carbon Neutral)` 연료이며 기존 화석연료와 혼소로 활용 할 수 있는 장점을 지니고 있다. 그러나 낮은 발열량, 운송 및 저장비용, 일정하지 않은 연소특성의 문제로 인하여 대부분 노지에 방치되거나 버려지고 있다. 이러한 버려지는 농업부산물을 효율적으로 활용하기 위한 방법 중 하나로 반탄화(Torrefacation) 처리가 대두되고 있다. 반탄화 처리 시, 발열량이 증대되며, 저장과 이송에서의 이점을 갖게 된다. 그러나, 반탄화는 공정 과정중 질량손실에 따른 에너지 총량의 감소한다는 단점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 효율적인 반탄화공정을 위한 질량감소모델을 제시 하고자한다. 승온 속도(heatingrate)를 7.5℃/min, 15℃/min, 22.5℃/min의 조건에서의 열중량분석 결과를 토대로 속도모델식(Arrhenius method, Ingraham & Marrier method 등)을 적용하여, 반응속도상수를 도출하였다. 이 반응속도상수를 이용하여 질량감소 모델을 정립하였고, 이를 실험결과와 비교, 검증하였다.
박선용(Park, Sun-Yong),전영재(Chun, Young-Jae),오경수(Oh, Kyoung-Su) 한국게임학회 2009 한국게임학회 논문지 Vol.9 No.3
본 논문에서는 빛이 옷감 내부에서 산란되어 나타나는 패턴을 측정하고 이를 이용해 옷감을 표현하는 새로운 형태의 렌더링 방법을 제안한다. 지금까지는 BTF(Bidirectional Texture Function)가 옷감과 같은 구조를 표현할 수 있는 최적의 방법으로 생각되어져 왔다. 하지만 BTF에 의한 재질 복원은 그 품질이 측정된 데이터의 양에 비례하고, 측정된 데이터를 각종 빛의 현상이 통합된 상태로 사용해야 한다는 단점을 지닌다. 우리는 옷감 구조 내에서의 빛의 산란현상이 옷감의 색감을 드러내는데 중요한 역할을 하고 있음을 확인하였다. 이러한 사실을 이용하여 어떤 지점에 입사된 단위광선이 옷감 내부의 메소구조와 섬유를 통과하면서 외부로 나타나는 산란패턴(산란이미지:Scatter Image)을 샘플의 충분히 많은 지점에서 획득하고, 각 임의의 지점의 밝기는 그 주변 지점에서 현 픽셀까지 도달하는 빛의 양을 합하여 결정한다. 본 논문은 제안하는 방법은 옷감의 각 지점에 입사되는 광선을 개별적으로 조절 가능케 하여 옷감과 같이 내부 산란이 불규칙한 패턴을 보이는 재질을 더욱 사실적으로 표현할 수 있도록 하는 단서를 제공한다. In this paper, we propose a new rendering scheme of cloth by measuring light-scattering pattern inside the cloth and reproducing using the pattern. To date, the BTF(Bidirectional Texture Function) has been one of the most appropriate method to realistically reconstruct cloth surface. However, the BTF has a couple of defects that it ultimately requires an infinite amount of data and all light effects should be used all together. We noted that internal scattering has a decisive contribution to the reality of cloth. Following this observation, we take an image of a ray of light scattering inside cloth for every position of the cloth sample and determine each pixel value by adding up all light influences arriving from its vicinity. Our method we propose in this paper provides a clue to more realistically represent cloth-like materials, which is one of the most challenging materials to express, by enabling each ray to be controlled individually.
온실 환경에서 엽면적 지수에 의한 엽온 및 열유속 예측 모델 개발
전영광 ( Young Kwang Jeon ),조라훈 ( La Hoon Cho ),박선용 ( Sun Yong Park ),김석준 ( Seok Jun Kim ),이충건 ( Chung Geon Lee ),오광철 ( Kwang Cheol Oh ),김대현 ( Dae Hyun Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1
다층 작물의 정확한 물리적 분류 해석은 온실 환경에서 각 캐노피의 상호 작용을 이해하고, 조사, 캐노피 온도, 증산 및 엽면적 지수에 의한 열유속을 기반으로 하는 식물 모델을 설계 하는데 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 실제 운영중인 온실의 측정값을 기반으로 각 엽면적 지수에 대한 작물 모델을 논의한다. 식물과 공기 사이의 열유속에 대해 엽면적 지수을 이용한 식물 모델을 통해 정확하게 예측할 수 있다면, 작물이 밀식된 다양한 가상 온실의 냉난방 부하를 예측할 수 있을 것이다. 측정 정확도를 높이기 위해 흡기 차폐가 있는 온습도 센서, 적외선 캐노피 센서 및 이산화탄소 센서를 설치했다. 작물 환경은 휴대용 일사계, 기공전도계, 엽면적지수계, 풍속계로 측정되었다. 측정값을 작물 모델식에 입력하고 캐노피 모델 온도를 계산하였다. 작물 모델의 캐노피 온도를 현장 측정값과 비교하였고, R2=0.98, RMSE=0.46으로 신뢰성이 평가 되었다. 연구 결과, 큰 잎 작물 모델은 공기 순환층이 캐노피 크기보다 클 때 적합하지만, 온실에서 작물의 물리적 특성이 엽면적 지수에 의해 영향을 받을 때, 작물 모델은 다층 해석을 통해 고려되어야 할 것이다.