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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 尹鱗
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 한밭대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
이 논문의 연구 히스토리 (7)
2018
2017
불순물이 포함된 이산화탄소의 배관수송기술 개발
이원준
설비저널
2017.12
학술저널
불순물을 포함한 초임계이산화탄소의 열전달 특성
이원준
,
윤린
대한설비공학회 학술발표대회논문집
2017.11
학술대회자료
포집 이산화탄소의 육상 수송조건 내 관 내측 열전달 특성
이원준
,
윤린
대한설비공학회 학술발표대회논문집
2017.06
학술대회자료
수송조건 내 포집 이산화탄소의 전달물성 예측. 2. 열전도계수
이원준
,
윤린
설비공학논문집
2017.05
학술저널
수송조건 내 포집 이산화탄소의 전달물성 예측. 1.점성
이원준
,
윤린
설비공학논문집
2017.04
학술저널
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CCS (Carbon Capture, Transportation and Storage) 공정 중 수송단계에서 이산화탄소에 포함된 불순물은 관 내측 열전달계수 및 압력강하에 영향을 준다. 이에 따라 본 연구에서는 CCS 수송조건에 따른 불순물을 포함한 이산화탄소의 관 내측 열전달계수 및 압력강하에 대한 특성을 실험적으로 파악하고자 한다.
실험장치는 칠러 2대, 항온조 1대, 시험 부 1대, 그리고 데이터 처리장치 2대 등으로 이루어져있다. 시험부의 총 길이는 4000 mm 이며, 지중매립조건을 모사하기위해 가장 외측 직경 113 mm의 PVC관 내부에 순수 모래를 채웠다. PVC관의 중앙에는 이산화탄소를 위한 직경 12.7 mm의 동관이 자리 잡고 있으며, 그 주위로 모래 온도 설정을 위해 동일 직경의 6개의 브라인용 동관을 위치시켰다. 이산화탄소 용 동관의 표면 온도를 직접적으로 측정하기 위하여, 납땜을 이용하여 T-type 열전대를 부착시켰다. 불순물을 포함한 이산화탄소의 관 내측 열전달계수 및 압력강하는 불순물(N2, CH4, Ar 그리고 H2S)의 몰농도는 1 - 5%, 작동 압력은 80 - 100 bar, 작동 온도는 25oC - 55oC, 지중온도는 5oC 그리고 12oC 그리고 질량유속은 200, 400, 그리고 600 kg?m-2?s-1 에서 측정되었다.
이산화탄소 혼합물의 열전달계수는 불순물의 종류에 따라 최대 열전달계수 및 최대 열전달계수가 나타나는 온도가 다름을 확인하였다. 또한 불순물의 몰농도, 압력, 질량유속 그리고 지중온도는 열전달계수에 영향을 미쳤다. 불순물을 포함한 이산화탄소의 열전달계수는 기본적으로 순수 이산화탄소의 특성을 나타내며, 그때의 정량적인 수치는 불순물에 영향을 받는 것으로 판단된다. 불순물을 포함한 이산화탄소의 압력강하는 순수 이산화탄소의 압력강하보다 낮게 나타났다. 또한 불순물의 종류에 따라서 압력강하가 다르게 나타났다.
Gnielinski 상관식과 Darcy-Weisbach 식으로 예측한 열전달계수 및 압력강하는 실험값 기준 각각 ±12.54% 그리고 ±163.85%의 평균오차를 보였다. 예측된 열전달계수의 경우 열전달계수가 최대치를 보이는 지점에서 다소 오차를 보였으며, 압력강하는 특정 범위의 온도에서 예측값이 실험값에 있어 크게 과대평가 하였다.
실험장치는 칠러 2대, 항온조 1대, 시험 부 1대, 그리고 데이터 처리장치 2대 등으로 이루어져있다. 시험부의 총 길이는 4000 mm 이며, 지중매립조건을 모사하기위해 가장 외측 직경 113 mm의 PVC관 내부에 순수 모래를 채웠다. PVC관의 중앙에는 이산화탄소를 위한 직경 12.7 mm의 동관이 자리 잡고 있으며, 그 주위로 모래 온도 설정을 위해 동일 직경의 6개의 브라인용 동관을 위치시켰다. 이산화탄소 용 동관의 표면 온도를 직접적으로 측정하기 위하여, 납땜을 이용하여 T-type 열전대를 부착시켰다. 불순물을 포함한 이산화탄소의 관 내측 열전달계수 및 압력강하는 불순물(N2, CH4, Ar 그리고 H2S)의 몰농도는 1 - 5%, 작동 압력은 80 - 100 bar, 작동 온도는 25oC - 55oC, 지중온도는 5oC 그리고 12oC 그리고 질량유속은 200, 400, 그리고 600 kg?m-2?s-1 에서 측정되었다.
이산화탄소 혼합물의 열전달계수는 불순물의 종류에 따라 최대 열전달계수 및 최대 열전달계수가 나타나는 온도가 다름을 확인하였다. 또한 불순물의 몰농도, 압력, 질량유속 그리고 지중온도는 열전달계수에 영향을 미쳤다. 불순물을 포함한 이산화탄소의 열전달계수는 기본적으로 순수 이산화탄소의 특성을 나타내며, 그때의 정량적인 수치는 불순물에 영향을 받는 것으로 판단된다. 불순물을 포함한 이산화탄소의 압력강하는 순수 이산화탄소의 압력강하보다 낮게 나타났다. 또한 불순물의 종류에 따라서 압력강하가 다르게 나타났다.
Gnielinski 상관식과 Darcy-Weisbach 식으로 예측한 열전달계수 및 압력강하는 실험값 기준 각각 ±12.54% 그리고 ±163.85%의 평균오차를 보였다. 예측된 열전달계수의 경우 열전달계수가 최대치를 보이는 지점에서 다소 오차를 보였으며, 압력강하는 특정 범위의 온도에서 예측값이 실험값에 있어 크게 과대평가 하였다.
목차
표 목 차 ⅰ그 림 목 차 ⅱ기 호 설 명 ⅴ국 문 요 약 ⅶⅠ. 서론 11.1 연구배경 11.2 국내?외 관련 연구 41.3 연구 필요성 71.4 연구 목적 8Ⅱ. CCS (Carbon Capture, Transportation & Storage) 92.1 CCS (Carbon Capture, Transportation & Storage) 92.2.1 포집 102.2.2 수송 132.2.3 저장 152.2 국내?외 CCS 현황 172.2.1 국내 172.2.2 유럽 202.2.3 미국&캐나다 212.2.4 중국&일본 222.3 CCS에서의 이산화탄소 특성 25Ⅲ. 연구방법 283.1 실험장치 및 방법 283.1.1 실험장치 283.1.2 실험방법 및 조건 363.1.3 데이터처리방법 및 실험오차분석 393.2 실험결과의 이론적 예측 413.2.1 이산화탄소 혼합물의 열 및 전달물성 예측모델 413.2.2 이산화탄소 혼합물의 열전달계수 및 압력강하 예측모델 42Ⅳ. 결과 및 고찰 454.1 실험결과 454.1.1 불순물의 종류에 따른 열전달계수 및 압력강하 454.1.2 불순물의 농도에 따른 열전달계수 및 압력강하 494.1.3 작동 압력에 따른 열전달계수 및 압력강하 544.1.4 질량유속에 따른 열전달계수 및 압력강하 594.1.5 지중온도에 따른 열전달계수 및 압력강하 654.2 실험결과에 대한 예측 값과의 비교 694.2.1 열전달계수 694.2.2 압력강하 72Ⅴ. 결론 75참고문헌 78ABSTRACT 82
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