KCI우수등재
초임계 조건에서 이산화탄소 혼합물의 점성 측정 = Measurement of Viscosity for CO2 Mixture Under Supercritical Condition
저자
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학술지명
설비공학 논문집(Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering)
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2022
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Korean
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등재정보
KCI우수등재
자료형태
학술저널
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281-291(11쪽)
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The purpose of this study was to experimentally investigate the viscosity for carbon dioxide with nitrogen and methane impurities under supercritical conditions. The experimental setup was comprised of a test section, a condensation section for the liquefaction of carbon dioxide before entering the pump, and a heating section for controlling the temperature of the entrance of the test section. The test section was comprised of a capillary tube with a length of 300 mm and a ⅛ inch diameter. The experiment was performed under a mass flux of 200~400 kg/(m2s) at a impurities concentration of 1.0~5.0 mol%. The viscosity of nitrogen mixture was lower by 0.5% for 1% mole fraction, 4.9% for 3% mole fraction, and 23.5% for 5% mole fraction compared with that of pure CO2. The viscosity of methane mixture was lower by 7.3% for 1% mole fraction, 11.2% for 3% mole fraction, and 24.4% for 5% mole fraction compared with that of pure CO2. A model for predicting the viscosity of CO2 mixtures under the supercritical condition was developed by the multi-variable regression analysis. The model included the non-dimensional parameters for temperature, pressure, and density.
더보기본 연구에서는 배관을 통한 CCS 수송과정 중 온도 및 압력 조건에 따른 점성 및 불순물이 수송 시 이산화탄소에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하고 다음과 같은 연구결과를 얻었다.
(1) 기존 점성 상관식은 실험값을 크게 과대 혹은 과소 예측하며 이는 기존 상관식의 개발에서 순수 및 불순물의 물성과 초임계 조건임을 고려하지 않아 생긴 결과로 판단된다. 본 실험에서는 LGE 모델이 39.5% 과소예측하며 예측값이 가장 유사했다.
(2) 순수 이산화탄소의 실험값을 질량 유량에 따라 레이놀즈수와 Darcy 마찰계수를 사용하는 추세선으로 정리하였고, REFPROP에서 제공하는 값과 평균 4.96%의 차이를 나타냈다. 초임계 부근에서 극적으로 변하는 밀도와 같은 열물값으로 인해 실험결과의 분산이 크게 나타나 추세선이 질량유량에 따라 나뉘는 것으로 판단된다.
(3)초임계 이산화탄소 혼합물의 점성을 측정하는 실험을 진행하였고, 초임계 순수 이산화탄소의 f-Re 관계를 통한 혼합물의 점성을 산출하였다. 순수 이산화탄소의 점성을 기준으로 질소를 포함한 이산화탄소는 질소의 몰농도가 1%인 경우 0.5%, 3%인 경우 4.9%, 5%인 경우 23.5% 낮게, 메탄을 포함한 이산화탄소는 메탄의 몰농도가 1%인 경우 7.3%, 3%인 경우 11.2%, 5%인 경우 24.4% 낮게 나타난다.
(4) 실험 결과를 바탕으로 초임계 이산화탄소 혼합물의 점성을 예측하는 식을 도출하며 Chapman-Enskog 이론으로 계산하는 값과 질소 혼합물은 3.04%, 매탄 혼합물은 4.9%의 차이를 보였다. 혼합물 중 질소의 몰농도가 증가할수록 평균 11%, 메탄의 몰농도가 증가할수록 평균 17% 감소했다.
분석정보
연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
---|---|---|---|
2022 | 평가예정 | 계속평가 신청대상 (등재유지) | |
2017-01-01 | 평가 | 우수등재학술지 선정 (계속평가) | |
2013-01-01 | 평가 | 등재 1차 FAIL (등재유지) | KCI등재 |
2010-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2008-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2006-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2001-07-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
1999-01-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.8 | 0.8 | 0.62 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.51 | 0.44 | 0.622 | 0.03 |
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