본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas v.11 no.4, 2007년, pp.41 - 46  
본 등재정보는 저널의 등재정보를 참고하여 보여주는 베타서비스로 정확한 논문의 등재여부는 등재기관에 확인하시기 바랍니다.

가정용 연료전지 시스템 내부 수소 누출의 비정상 및 정상 상태에 관한 전산 해석
A CFD Study on Unsteady and Steady State of the Hydrogen Leakage for Residential Fuel Cell System

정태용   (국민대학교 기계자동차공학부UU0000250  ); 안재욱   (국민대학교 기계자동차공학부UU0000250  ); 남진현   (국민대학교 기계자동차공학부UU0000250  ); 신동훈   (국민대학교 기계자동차공학부UU0000250  ); 김영규   (한국가스안전공사 가스안전연구원CC0007781  );
  • 초록

    본 연구는 국내 F사의 가정용 연료전지 시스템의 실제 크기를 모델로 하여, 시스템 내부에 4가지 구성품(개질기, 연료전지 스택, 가습기, 탈황기)이 시스템 체적 중 약 30%를 차지하고 있을 때, 환기 면적과 수소 누출량을 변화시키면서 전산 해석을 수행하였다. 환기 면적 1%, 수소 누출량 1%인 경우, 비정상 상태 전산 해석 결과, 수소는 약 50초 후 누출 지점 근처에서 농도 변화를 확연히 감지할 수 있었으며, 200초 후, 시스템 하부에 비해 상부에서 농도 증가를 뚜렷하게 알 수 있었다. 환기 면적 1%, 수소 누출량 1%, 3%, 5%의 대한 정상 상태 해석 결과, 수소 누출량이 5%가 되면 시스템 전 영역에서 수소의 인화 하한(4%, 체적기준)에 도달하는 것을 확인하였다. 환기 면적 2%, 수소 누출량 1%인 경우, 비정상 상태 전산해석 결과, 수소는 약 60초 동안은 누출 지점에서 하부측으로 농도 증가를 보이다가, 점차 상부측 환기구를 통해 배출되어 약 250초가 지난 후 정상 상태에 도달하였다. 환기 면적 2%, 수소 누출량 1%, 3%, 5%의 정상 상태 해석 결과, 수소 누출량이 5%가 되더라도 대부분의 영역에서 경보 농도 수준(1%, 체적기준) 이하임을 확인할 수 있었으나, 누출 지점으로부터 상부쪽으로 위험 영역이 존재함을 알 수 있었다.


    The residential fuel cell system was modeled as a box-shaped chamber with vent openings, filled with various components such as reformer, desulfurizer, fuel cell stack and humidifier. When the vent openings are 1% of the total surface and hydrogen leakage 1%, hydrogen concentration is around 0.1% higher than the other regions from leak points in the chamber at 30 seconds and hydrogen concentration is increased from 0.3% to 0.7% in the upper region of the system after 200 seconds. When the vent openings are 1% of the total surface and hydrogen leakage 1%, 3%, 5%, the steady state result of CFD, 5% of hydrogen leakage is reached the lowest ignition limit in the system. When the vent openings are 2% of the total surface and hydrogen leakage 1%, hydrogen concentration is increased in the bottom of the system for 60 seconds. After 250 seconds, hydrogen concentration is reached the steady state in the system. As the vent opening of the total surface increased from 1% to 2%, averaged hydrogen mole fraction is under 1% in the system, however, upper regions of the system from the hydrogen leakage points are shown over 1% of hydrogen mole fraction.


  • 주제어

    Hydrogen .   Hydrogen safety .   Hydrogen leakage .   Hydrogen CFD.  

 저자의 다른 논문

  • 정태용 (20)

    1. 1996 "유동층 연소로 내에서 수평 휜 전열관의 열전달 특성에 관한 실험적 연구" 한국연소학회지 = Journal of the Korean Society of Combustion 1 (1): 19~29    
    2. 1997 "PPCP장치를 이용한 NO_x$ 저감에 대한 실험적 연구" 한국산업안전학회지 12 (2): 95~101    
    3. 1999 "저속 40%오프셋 충돌시험을 통한 차량의 손상성 .수리성 및 안전성에 관한연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 7 (9): 203~211    
    4. 2002 "차체구조물의 부식이 충돌안전도에 미치는 영향에 관한 연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 10 (4): 141~148    
    5. 2003 "저속40%옵셋 충돌시험을 통한 프레임형 승용차량의 손상성수리성에 관한 연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 11 (5): 127~133    
    6. 2006 "메탈 화이버 버너에서의 연소 특성 및 복사 효율에 관한 실험적 연구" 한국연소학회지 = Journal of the Korean Society of Combustion 11 (1): 27~33    
    7. 2007 "PEM 연료전지 공기극 유로에서 물의 가동에 대한 CFD 해석" 신재생에너지 = New & Renewable Energy 3 (4): 8~15    
    8. 2008 "수증기-메탄개질반응 해석모델의 비교연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 32 (7): 497~503    
    9. 2008 "도시가스 공급라인의 압력 및 유량변화 예측을 위한 배관망 해석 연구" 한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas 12 (2): 85~91    
    10. 2009 "고분자 전해질 연료전지 유로의 수분배출 특성의 실험 및 해석적 평가" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 33 (2): 85~92    
  • 남진현 (11)

  • 신동훈 (20)

  • 김영규 (29)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
  • NDSL :
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기