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양희성(Heesung Yang),임지환(Jihwan Lim),김경무(Kyungmoo Kim),이지형(Jihyung Lee),윤웅섭(Woongsup Yoon) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.5
A simplified model for an isolated aluminum particle burning in air is presented. Burning process consists of two stages, ignition and quasi-steady combustion (QSC). In ignition stage, aluminum which is inside of oxide film melts owing to the self heating called heterogeneous surface reaction (HSR) as well as the convective and radiative heat transfer from ambient air until the particle temperature reaches melting point of oxide film. In combustion stage, gas phase reaction occurs, and quasi-steady diffusion flame is assumed. For simplicity, 1-dimesional spherical symmetric condition and flame sheet assumption are also used. Extended conserved scalar formulations and modified Shvab-Zeldovich functions are used that account for the deposition of metal oxide on the surface of the molten aluminum. Using developed model, time variation of particle temperature, masses of molten aluminum and deposited oxide are predicted. Burning rate, flame radius and temperature are also calculated, and compared with some experimental data.
단일 알루미늄 입자 연소 모델에 따른 2상 알루미늄 분말 연소장 시뮬레이션
김상민(Sangmin Kim),양희성(Heesung Yang),윤웅섭(Woongsup Yoon) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.5
단일 알루미늄의 연소 모델을 사용하여 알루미늄 분말의 점화 과정에 대한 전산유체 해석 기법을 개발하였다. 유동의 계산은 Reynolds averaged Navier-Stokes식을 사용하였으며, κ-ε 난류모델을 적용하였다. 입자는 Eulerian-Lagrangian 방법을 사용하여 유동과 독립적으로 계산을 수행하였으며 상용 전산유체해석 프로그램인 Fluent 6.3을 사용하여 해석을 수행하였다. 단일 모델에서 사용한 대류 및 복사 열전달, 표면이상반응, 알루미늄의 용융열을 입자 가열원으로 고려하였다. 같은 조건을 사용하여 단일 입자 모델 계산과 전산유체해석을 수행하였으며, 두 결과는 5% 이내로 잘 일치 하였다. 이를 통해 전산유체해석에서 알루미늄의 점화를 모사할 수 있음을 확인하였다.
Hydro-reactive metal을 활용한 고순도 수소발생기법 연구
임충식(Chungsik Yim),양희성(Heesung Yang),고현(Hyun Ko) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11
국내 연료전지 시장 확대에 따라 고순도 수소의 수요가 증가하고 있으며, 기존의 화석연료 개질법과 전기분해법은 화석연료고갈, 부산물(CO, CO2)처리로 인한 정제공정 복잡화, 전기분해 시 높은 생산단가 및 저효율 등의 문제로 이를 보완한 새로운 수소제조법이 필요한 상황이다. 본 논문에서는 반응성이 높은 수반응 금속과 알칼리 수용액의 화학반응을 이용하여 수소를 발생시키는 방법을 소개하고 있으며, 시스템 구성은 수소를 발생시키는 수소발생시스템, 발생된 수소가스를 정제시키는 정제시스템, 각종 데이터 저장 및 제어를 위한 제어/계측 시스템 및 수소가스 취급 시폭발/화재에 대비하기 위한 안전시스템으로 구성된다. 이는 반응생성물이 산화알루미늄과 물로 환경유해물질이 없다는 점, 전기분해법 대비 생산단가가 60% 수준이라는 점에서 기존 기술의 단점을 보완 할 수 있다. The demand for high purity hydrogen is increasing due to domestic fuel cell market expansion. The fossil-fuel reforming and electrolytic method has problems such as exhaustion of fossil fuel, by-product(CO, CO2) purification process, high production costs and low efficiency. In this study, hydrogen generation method is introduced using highly reactive metal with an aqueous alkaline solution. The hydrogen generation system is consist of the reactor to generate hydrogen, the purification system to make hydrogen high purity, control/measuring system to store/control each data and safety system to prevent explosion/fire. This method may supplement the existing method because of environment-friendly and low production cost.
임충식(Chungsik Yim),양희성(Heesung Yang),고현(Hyun Ko),김명환(MyungHwan Kim) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
저온 열을 활용하여 기계적 동력을 발생시키고 여기에 발전기를 연결하여 전력을 생산하는 저온 발전 기술은 100kW급 이상의 대용량에 적용되었으며, 10kWe 이하의 소형 및 초소형급에서는 여러 기술적 문제들로 인하여 아직 상용화 수준에 이르지 못하고 있다. 따라서, 저온용 소형 터보발전기에 대한 체계적인 기술 개발 및 시제 개발이 필요한 실정이다. 이에, 본 논문에서는 1kWe급의 초소형 증기 터빈 발전기를 연구목표로 전반적인 설계 및 해석을 수행하고 그 결과를 제시하여, 전력 생산 기술을 위한 초소형 증기 터보발전기 개발/연구를 완료하였다. Low temperature power generation technology that employs low-temperature heat and mechanical power by connecting a generator to produce electric power is applied to 100kW or more large-capacity class. The small and compact grade below 10kWe due to several technical problems have not yet reached the level of commercialization. Thus, the situation requires a systematic technology development and prototype development for small turbo-generators for low temperatures. Therefore, this paper carried out the overall design and analysis of tiny steam turbine generator 1kWe-class research objectives and to present the results. We completed the development/Research miniature steam turbo-generators for electricity production.