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NTIS 바로가기大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.32 no.7 = no.274, 2008년, pp.497 - 503
최종균 (국민대학교 대학원 기계공학과) , 정태용 (국민대학교 기계자동차공학부) , 남진현 (국민대학교 기계자동차공학부) , 신동훈 (국민대학교 기계자동차공학부)
Hydrogen is considered as a fuel of the future for its renewability and environmental compatibility. The reforming of hydrocarbon fuels is currently the most important source of hydrogen, which is expected to continue for next several decades. In this study, extensive CFD simulations on the steam-me...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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수소를 얻는 방법은 무엇이 있는가? | 연료전지의 운용에 있어 필수적인 수소는 크게 화석연료로부터의 생산, 전기분해와, 생물학적 수소생산 등을 통해 얻을 수 있다.(1) 연료 개질기는 수소의 여러 생산방법 중 화석연료를 촉매반응 등의 화학적 방법을 활용하여 수소를 생산하는 기술로서 연료전지 시스템에서 핵심적인 부분이다. | |
연료 개질기는 무엇인가? | 연료전지의 운용에 있어 필수적인 수소는 크게 화석연료로부터의 생산, 전기분해와, 생물학적 수소생산 등을 통해 얻을 수 있다.(1) 연료 개질기는 수소의 여러 생산방법 중 화석연료를 촉매반응 등의 화학적 방법을 활용하여 수소를 생산하는 기술로서 연료전지 시스템에서 핵심적인 부분이다. 화석 연료의 개질에 관한 연구는 여러 기관에서 활발히 진행 중이다. | |
연료 개질 반응의 0차원 모델과 CFD모델의 비교 및 적절한 개질반응 해석모델을 찾고자 한 연구의 결론은? | 비교의 결과 첫째로 0차원 모델의 계수를 CFD모델에 그대로 적용하는 것은 수증기-메탄 개질반응 해석에 큰 오류를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 두 번째로 Arrhenius type 모델에 반응 계수를 수정하여 CFD모델에 적용한 경우 메탄 전환율 해석에 대해 근접한 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 해석 방법은 개질반응 해석을 위해 CFD에 쉽게 적용할 수 있으나 적절한 반응계수를 찾는 과정을 거쳐야 함을 알 수 있었다. 세 번째로 UDF를 이용하여 개질 반응을 해석한 경우 0차원 모델과 비교하면 오차는 존재하지만 그 경향은 Arrhenius type 모델에 비해 더 정확하였다. 이는 특정영역(온도, SMR 등)에 대한 해석을 수행할 경우, 계수의 수정 과정을 통하면 Arrhenius type 모델을 이용하여 쉽게 이용이 가능하나 포괄적이고 정확한 해석을 위해서는 UDF를 이용한 모델로 해석하는 것이 바람직하다고 판단되었다. 한편 UDF 적용한 3차원 개질기 모델과 0차원 모델의 1023 K의 온도조건과 메탄 유입량이 30 %일 때의 메탄 변환율 결과를 비교 해보면 20.4 %와 36.15 %로 차이를 갖는 것을 확인 하였다. 이는 실제 개질기 내에서는 온도분포, 유동장, 화학종 및 농도의 분포가 균일하지 않기 때문에 나타나는 오차로 실제 개질기 해석에는 3차원 모델을 이용한 해석이 필요할 것으로 판단된다. |
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