• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.505-513
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• 2010

삼지화염 구조는 화염 선단의 구조로서 다루어져 왔으며, 많은 연구자들에 의해 해석적인 방법과 실험적인 방법으로 연구가 되어왔다. 그러나 연료의 종류에 따른 가연한계의 차이가 삼지화염의 구조에 미치는 영향에 대한 연구는 깊이 있게 다루어지지 않았다. 본 연구에서는 화염 구조에 대한 비대칭 가연한계의 영향을 예혼합화염과 확산화염에 관한 몇 가지 층류화염 이론에 근거한 간단한 수치 기법을 통해 연구하였다. 고정된 유동장이 사용되었으며, 예혼합 화염 가지에서의 경계조건이 연계되었다. 예혼합 화염 후류의 확산화염의 형성과 소멸을 성공적으로 모사할 수 있었다. 비대칭 가연한계 조건과 열손실에 따른 확산화염의 변화가 연구되었다. 본 연구는 화염의 기초 구조에 대한 이해를 도울 수 있으며, 이후의 연구를 위한 기초로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.28-35
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• 2018

전단 동축형 인젝터를 통해 분사된 기체메탄-기체산소 확산화염의 가연한계와 구조분석을 위해 인젝터 리세스와 추진제 공급유량에 따른 연소실험이 수행되었다. 연구 결과, 추진제 운동량 플럭스 비가 증가함에 따라 높은 산화제 레이놀즈 수 구간에서도 안정적인 부착화염이 관찰되었으며, 인젝터 리세스는 화염의 형태와 가연한계에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 자발광 기법을 통해 가시화된 부착화염은 추진제 분사조건이 변함에도 불구하고 항상 일정한 지점에서 최대 OH 라디칼 방사강도를 나타내었으며, 그 강도는 리세스에 의해 심하게 감소함을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권5호
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• pp.97-103
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• 1997

Effects of fuel injection timing on the lean misfire limit of a sequential MPI SI engine has been investigated. To investigate the interaction of injection timing and intake flow characteristics, so called axial stratification phenomena, 4 kinds of different intake swirl port of the same combustion chamber geometry have been teated in a single cylinder engine test bench. And 2 kinds of fuel, gasoline and compressed natural gas(CNG), were used to see the effect of liquid fuel vaporization. Result shows that combination of port swirl and injection timing governs the lean misfire limit and lean misfire limit envelopes remain almost the same for a given ratio regardless of engine speed. It is also found that two phase flow has some effects on lean misfire limit.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.47-55
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• 1998

A new ignition system concept was developed to improve ignition performance, accuracy of control and the reliability of the ignition system. The new ignition system has ho호 frequency discharge characteristics with 1.5-2.0 ms discharge duration, in place of the usual solitary longer duration event. We applied the system to a commercial engine to study its influence on the maximum combustion pressure attained during the cycle, when this peak pressure occurred, imep, variation rate of the engine speed and the flammability limit of a lean mixture. In this study, we clarified that the new ignition system had a beneficial effect of the lean mixture flammability limit. Also for a given mixture strength we found that the mew ignition system gave a higher peak cylinder pressure than in the case of the conventional ignition system.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.14-21
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• 2008

Synthetic gas is defined as reformed gas from hydrocarbon-based fuel and the major chemical species of the synthetic gas are $H_2$, CO and $N_2$. Among them, hydrogen from synthetic gas is very useful species in chemical process such as combustion. It is a main reason that many studies have been performed to develop an effective reforming device. Furthermore, other technologies have been studied for synthetic gas application, such as the ESGI(Exhaust Synthetic Gas Injection) technology. ESGI injects and burns synthetic gas in the exhaust pipe so that heat from hydrogen combustion helps fast warmup of the close-coupled catalyst and reduction of harmful emissions. However, it is very hard to understand combustion characteristic of hydrogen under low oxygen environment and complicated variation in chemical species in exhaust gas. This study focuses on the characteristics of hydrogen combustion under ESGI operating conditions using a CVC(Constant Volume Chamber). Measurements of pressure variation and flame speed have been performed for various oxygen and hydrogen concentrations. Results have been analyzed to understand ignition and combustion characteristics of hydrogen under lower oxygen conditions. The CVC experiments showed that under lower oxygen concentration, amount of active chemicals in the combustion chamber was a crucial factor to influence hydrogen combustion as well as hydrogen/oxygen ratio. It is also found that increase in volume fraction of oxygen is effective for the fast and stable burning of hydrogen by virtue of increase in flame speed.

• 한국분무공학회지
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• 제24권4호
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• pp.157-162
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• 2019

This numerical study was analyzed to predict the flammability limits of biodiesel and diesel fuels in the high temperature and pressure conditions. To achieve this, the biodiesel fuel was simulated with the chemical species of n-heptane (n-C₇H₁₆), methyl decanoate (C₁₁H₂₂O₂), and methyl-9-decenoate (C₁₁H₂₀O₂), and the diesel fuel was substituted the chemical species of n-heptane. The closed 0-D homogeneous reactor model which was employed the 1100 K of ambient temperature and 35 atm of ambient pressure was used for the simulation of constant volume combustion, and the equivalence ratio was changed from 0.3 to 2.5 conditions. In addition, a comparative analysis study was conducted with the results of HCCI engine simulation and flammability limits according to the changes of equivalence ratio. The results of combustion temperature, pressure, and ignition delay were increased when the equivalence ratio elevated from 0.3 to 1.3 conditions because the increase in fuel oxidation rate affects the chemical reaction of the overall combustion process. Furthermore, the CO and NO_X production under the rich combustion conditions are considered to have a trade off relationship since the OH radicals and O₂ chemical species are greatly affected the CO and NO_X production and oxidation processes.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권8호
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• pp.815-823
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• 2011

다공성 물질 내부의 연소 현상은 저발열량 연료의 연소 및 연소열의 재생을 위한 수단으로 다양한 형태로 산업현장에 응용되고 있다. 하지만 다공성 물질 내부에서의 연소 현상은 직접적인 관찰이 힘들다는 점과 다공성 물질의 복잡한 내부 구조로 인해 매우 제한적인 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 복잡한 다공성 물질의 구조 내부에서의 화염의 안정화 특성에 관한 이해를 위해 내부 관찰이 가능하도록 다수의 석영판으로 구성된 다중채널 형태의 모형 연소기를 제안하고 이를 이용한 간단한 실험 결과를 제시한다. 그리고 이러한 다중채널내부 화염의 안정화에 관한 간단한 기초해석 모델을 제안한다. 다수의 채널 내부에 형성된 화염은 채널간의 열전달에 의해 화염의 공간 분포가 변화하고 그 결과로 연소기 내부의 가연한계에 변화가 발생한다. 채널의 재료 특성 및 당량비에 따른 가연한계의 변화를 제시하였으며, 이 결과는 다공성 연소기 내부화염의 이해에 도움될 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.40-49
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• 2016

본 연구의 목적은 저선회 모델 연소기에서 저선회 연소의 특성을 확인하는 것이다. 이를 위해 선회각도에 따른 화염의 형상 및 안정화 영역, 배기성능에 대한 평가가 실험적으로 수행되었다. 저선회 연소의 큰 특징은 화염이 부상되어 존재하게 되는데, 이러한 부상화염은 확대유동과 예혼합 화염의 전파특성이 절묘하게 결합되어 발생하게 된다. 본 연소기에서 이러한 부상화염의 특징을 속도 유동장을 통하여 확인하였으며 화염을 가시화하여 나타내었다. 가시화된 화염은 열용량과 당량비에 따라 분류하였다. 선회각도의 변화에 따른 연구를 통해 선회각도만으로도 희박 가연한계를 확장시킬 수 있음을 보였다. 또한 선회각도가 증가할수록 혼합이 향상되고 체류시간이 짧아져 NOx와 CO의 배출이 감소되는 것으로 확인되었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.346-351
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• 2009

본 연구에서는 화재시 많은 인명피해가 예상되는 공동 주택을 대상으로 단위공간별 화재 성상을 예측하기 위한 실물화재실험을 실시하였다. 구성된 실물화재모델은 비교적 가연물량이 많은 침실과 화재 발생 위험도가 높은 주방을 대상으로 하였으며, 실험 모델에 구성된 단위품목은 일반주택의 가연물을 선조사 한 후 선정하였다. 실험결과 침실의 경우 점화 후 약 5분이 경과되었을 때 플래쉬오버 상태에 이르게 되어 매우 급격한 성장을 보였으며, 최대 열방출율 약 7433.3 kW, 최대 일산화탄소 578.6 ppm, 최대 이산화탄소 1.25ppm, 내부 최대온도 1350$^{\circ}$로 측정 되었다. 특히, 화재 발생 초기에 가연 공간에서 화재의 진화가 이루어지지 않으면 약 3분 내에 인체에 급격한 피해를 줄 수 있는 한계온도 이상으로 화재가 성장하기 때문에 신속한 초기 대응이 필요함을 확인하였다. 이러한 실물화 재실험에서 얻어낸 결과는 향후 화재확대 예측 시뮬레이션 결과와 비교함으로써 각 용도별 공간에서의 화재 확산 예측에 적용 될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권8호
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• pp.1089-1096
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• 2003

An experiment was performed to investigate lift-off, blow-off and combustion characteristics of a lifted coaxial diffusion flame according to fuel jet and air velocity. A jet diffusion flame which is attached on the nozzle rim begins to be lifted with increase of air velocity, and finally becomes blow-off at higher air velocity. In experiment, blow-off limit increased with increase of fuel jet velocity, however lift-off occurred at lower air velocity. Flame structure and combustion characteristics were examined by schlieren photos, temperature distributions and emission concentration distributions. Flame temperature became higher at midstream and its RMS became larger at up and downstream with increase of air velocity. Local NO concentration decreased but $CO_2$concentration increased with increase of air velocity, which shows combustion reaction becomes close to be stoichiometric at higher air velocity in spite of lift-off.