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가스의 온도 및 습도 변화에 따른 수소 센서 응답 특성에 대한 실험적 연구
김영두(Young Doo Kim),정태용(Tae Yong Chung),신동훈(Dong Hoon Shin),남진현(Jin Hyun Nam),김영규(Young Gyu Kim),이정운(Jung Woon Lee) 한국가스학회 2009 한국가스학회지 Vol.13 No.5
본 연구에서는 반도체식, 전기화학식, 접촉연소식의 가장 많이 사용되는 세 가지 수소센서 타입에 대하여 수소의 갑작스런 노출에 대한 과도응답을 실험적으로 연구하였다. 실험은 1% 농도의 수소-질소 혼합가스를 표준가스로 하여, 혼합가스의 온도 및 상대습도를 25°C~50°C 및 50%~100%로 변화시키며 수행되었다. 혼합가스의 온도는 수소센서 출력신호의 크기에 영향을 미치며, 특히 접촉연소식 타입에 더 크게 영향을 미치는 것으로 판명되었다. 그러나, 혼합가스의 상대습도가 센서응답에 미치는 영향은 본 실험 연구에서는 나타나지 않았다. 따라서, 수소의 정확한 농도결정이 중요한 경우에는, 함께 측정된 온도에 기초하여 수소센서의 신호레벨을 보정할 필요가 있다. In this study, the transient responses of hydrogen sensor against abrupt hydrogen release was experimentally studied for three most common types of hydrogen sensors, i.e. the semiconductor type, electrochemical type, and catalytic combustion type. The experimental study was conducted using a 1% hydrogen - 99% nitrogen mixture gas as the standard gas, while the temperature and relative humidity (RH) of the mixture gas was varied from 25°C to 50°C and from 50% to 100%, respectively. The temperature of the mixture gas was found to influence the output signal levels of hydrogen sensors, especially the catalytic combustion type. However, the effect of RH on the sensor response was not noticeable in the present experimental study. Thus, the signal levels of hydrogen sensors, in case of catalytic gas sensor need to be calibrated dependent on gas temperature, when the accurate determination of hydrogen concentration is important.
조찬영(Chan Young Cho),남진현(Jin Hyun Nam),신동훈(Donghoon Shin),정태용(Tae-Yong Chung) 대한설비공학회 2009 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2009 No.-
Stirred tanks are widely used in various industries for mixing operations and chemical reactions for single- or multi-phase fluid systems. In this study, a numerical study was conducted to predict the mixing characteristics in a simple stirred tank. The flow in the model stirred tank was calculated utilizing the multiple reference frame (MRF) and the sliding mesh (SM) capabilities of a commercial CFD code (Fluent 6.2). The results of the flow simulation were analyzed in terms of the mixing efficiency, and the applicability of MRF and SM methods was also discussed.
도시가스 공급라인의 압력 및 유량변화 예측을 위한 배관망 해석 연구
조찬영(Chan Young Cho),장성필(Sung Pill Jang),남진현(Jin Hyun Nam),임시형(Si-Hyung Lim),신동훈(Donghoon Shin),정태용(Tae-Yong Chung) 한국가스학회 2008 한국가스학회지 Vol.12 No.2
배관망 내에서 측정된 압력값이 정상 또는 기준 압력으로부터 벗어나는 정도는 배관망의 운전 상황을 평가하는데 매우 유용한 정보이다. 공급 및 수요 측에서 측정된 조건에 기초하여 배관망 내의 압력변화를 정확히 예측할 수 있다면, 비용면에서 효율적인 배관망 모니터링 및 누출감지가 가능하다. 본 연구에서는 배관에서의 압축성 유체의 일차원 유동방정식에 기초하여 배관망 해석 프로그램을 개발하였다. 직선 배관에서의 유동해석 결과를 이전 연구자의 결과와 비교하여 본 해석의 신뢰성을 검증하였다. 또한 단순한 형상의 도시가스 배관망에 대하여 압력과 유량 변화를 해석하여 본 프로그램의 활용가능성을 보였다. The deviation of measured pressures in pipeline networks from normal or reference pressures is useful information for judging the operation of the pipeline networks. A cost-effective monitoring of pipeline networks including a leak detection capability can be realized when transient pressure variation is accurately predicted using measured conditions at supply- and demand-sides of the networks. In this study, a pipeline network analysis program was developed based on one-dimensional flow equations for compressible fluids. The validity of the present analysis was demonstrated by simulating the flow in a straight pipeline and comparing the results with the previously reported ones. Pressure and flow rate transients in several simple city-gas pipeline networks were also analyzed to show the usefulness of the developed program.
수소 센서를 이용한 밀폐공간의 수소 누출 시 환기성능에 대한 실험 및 CFD 시뮬레이션
김영두(Kim, Young-Doo),신동훈(Shin, Dong-Hoon),정태용(Chung, Tae-Yong),남진현(Nam, Jin-Hyun),김영규(Kim, Young-Gyu) 한국신재생에너지학회 2007 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.11
연료전지는 수소를 이용하여 전기를 생산하는 발전 시스템으로 운전 중 수소 누출과 폭발의 위험성을 항상 수반하고 있다. 따라서 안전성의 확보를 위해 연료전지 시스템 내부에서 수소 누출 시 유e동 특성으로 인한 특정 부근 농도 정체와 환기의 영향을 파악하는 것이 필요하다. 실험 장치와 전산유체역학 프로그램을 사용하여 챔버 내 수소의 유통 특성과 환기구에 따른 환기의 영향을 확인하였다. 수소의 누출 속도와 양에 따라 유동장의 형태는 크게 변하였으며 환기구의 위치와 크기는 특정 부근의 농도정체와 챔버 내 전체적인 수소 농도에 영향을 미침으로서 안정성을 확보하는 중요한 인자임을 알 수 있었다. 예측 결과를 실제 실험 모델과 비교하여 그 타당성을 검토하였으며 차후 가정용 연료전지 모듈의 환기구 설계에 적용할 수 있다.
최종균(Chong-Gun Choi),정태용(Tae-Young Chung),남진현(Jin-Hyun Nam),신동훈(Donghoon Shin) 한국연소학회 2008 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.-
개질기가 수소 생산 장치로 주목받고 있는 상황에서 개질기의 실제 모델은 고효율, 소형화, 경량화 및 경제성을 확보하기 위한 연구가 진행 되고 있다. 고효율 소형화 및 경제성확보를 위해 개질기의 형상은 좀 더 복잡해지고 크기는 작아지고 있어 개질기에 대한 해석 및 개발하는데 CFD (Computational Fluid Dynamics)의 필요성이 더욱 커지고 있다. 이에 개질반응을 정확히 예측하기 위하여 CFD모델을 Xu와 Froment이 제시한 모델과 비교할 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 Xu 모델과 CFD모델을 통한 해석결과에 대한 검증에 필요한 실험 장치를 구성하여 실험을 진행 중이다. 향후 실험을 통한 검증을 거친 후에는 CFD를 통한 해석을 통하여 실제 개질기의 내부유통 및 내부 반응분포를 알아볼 수 있다. 이를 통해 연구의 최종단계에는 다양한 개질기에 대해 CFD 해석 및 설계가 가능 할 것으로 판단된다.
연소중인 고체입자의 입경ㆍ속도ㆍ온도 광학동시측정기법에 관한 고찰
김용균(Yong Gyun Kim),정태용(Tae Yong Jeong),김규보(Gyu Bo Kim),송주헌(Ju Hun Song),장영준(Young June Chang),전충환(Chung Hwan Jeon) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11
It is the one of the most desirable method to implement in-situ measurement technique to obtain physical quantities such diameter, velocity and temperature when one conducts the studies on the combustion behavior of a single burning solid particle in micro-scopic view. For this purpose, an optical measurement system which consists of an optical imaging system equipped with a coded aperture and a calibration system is constructed in this study. A standard optical image which is corresponding to a burning particle and contains diameter, velocity and temperature information which is already known is generated from the calibration system. And the calibration constants for this in-situ optical measurement system were acquired from this image and applied to calculate the practical physical quantities of a single burning coal particle. And some relevant issues related to this system are discussed.
김진호(Jin Ho Kim),정태용(Tae Yong Jeong),송주헌(Ju Hun Song),장영준(Young Jun Chang),전충환(Chung Hwan Jeon) 한국연소학회 2011 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.43
Coal pyrolysis experiments were performed in the post flame region of a CO/H₂/air flat-flame burner operating under fuel-rich conditions. Volatiles released from the coal particles formed a cloud of soot particles at high temperatures in the absence of oxygen. The soot particles in the cloud were collected at different residence times using a water-cooled, nitrogen-quenched suction probe. Soot yields in terms of weight percentage of dry ash-free coal were measured based on bulk soot collection experiments. Pyrolysis and O₂ 3.5 ㏖% shows similar trend in soot yield. Tar/soot yield was increased up to 50㎜ and then decreased. Tar/soot yield of O₂ 3.5 ㏖% condition was lower than pyrolysis condition because oxygen may contribute soot oxidation.