• 제목/요약/키워드: 고에너지 물질 연소

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고에너지 물질의 연소반응 해석을 위한 반응속도식 개발 및 정의에 관한 연구 (A Study on Development of Reaction Rate Equation for Reactive Flow Simulation in Energetic Materials)

  • 김보훈;여재익
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.47-57
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    • 2012
  • 고에너지 물질의 연소 현상을 해석하기 위하여 반드시 필요한 반응속도식과 이를 구성하고 있는 미 정상수를 결정하는 이론적 방법을 제안하였다. 개선된 I&G 모델은 기존의 반응속도식이 갖던 문제점들을 효과적으로 극복하면서 동시에 중요한 물리적 의미를 내포하는 형태로 제안되었다. 이는 공극붕괴(void collapse)로 인한 hotspot의 생성을 의미하는 점화 모델과 폭굉(detonation)으로의 천이를 의미하는 화염 발달 모델의 합으로 구성되어 있다. 또한 함께 소개된 이론적 모델은 고에너지 물질의 수치해석 기법인 Hydrocode를 사용하기 전에 미정상수 $b,\;G,\;x,\;I$를 결정함으로써 특정 고에너지 물질의 연소 특성을 규명하는데 사용된다. 이론적 방법은 기존의 고에너지 물질의 연소 시험을 모사한 수치해석적 방식보다 효율적이고 정확도가 높은 결과를 제공하므로 진일보 된 방법이라고 할 수 있다.

고에너지 물질의 연소반응 해석을 위한 반응속도식 개발 및 정의에 관한 연구 (A study on development of reaction rate equation for reactive flow simulation in energetic materials)

  • 김보훈;여재익
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.331-341
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    • 2012
  • 고에너지 물질의 연소 현상을 해석하기 위하여 반드시 필요한 반응속도식과 이를 구성하고 있는 미정상수를 결정하는 이론적 방법을 제안하였다. 개선된 I&G 모델은 기존의 반응속도식이 갖던 문제점들을 효과적으로 극복하면서 동시에 중요한 물리적 의미를 내포하는 형태로 제안되었다. 이는 공극붕괴(void collapse)로 인한 hotspot의 생성을 의미하는 점화 모델과 폭굉(detonation)으로의 천이를 의미하는 화염 발달 모델의 합으로 구성되어 있다. 또한 함께 소개된 이론적 모델은 고에너지 물질의 수치해석 기법인 Hydrocode를 사용하기 전에 미정상수 b, G, x, I를 결정함으로써 특정 고에너지 물질의 연소 특성을 규명하는데 사용된다. 이론적 방법은 기존의 고에너지 물질의 연소 시험을 모사한 수치해석적 방식보다 효율적이고 정확도가 높은 결과를 제공하므로 진일보 된 방법이라고 할 수 있다.

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상 변화와 인터페이스 이론을 이용한 고에너지물질의 반응연구 (Study of energetic materials using phase change and interface theory)

  • 김기홍;김학준;김형원;여재익
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.60-63
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    • 2008
  • 고에너지 물질의 상변화는 연소과정에서 발생하는 필연적으로 중요한 요소이다. 연소과정에서 발생한 고온, 고압의 가스는 주변의 물질과 상호작용을 통해 복잡한 현상을 일으키게 된다. 본 연구에서는 고에너지 물질의 상변화를 해석을 하기 위한 기초 연구로 상변화 변수를 이용하여, 증기 폭발을 해석하였다.

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충격파와 연소 현상 하에서의 다중 물질 해석을 위한 Reactive Ghost Fluid 기법 개발 및 응용 (Shock compression of condensed matter using multi-material Reactive Ghost Fluid method : development and application)

  • 김기홍;여재익
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.571-579
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    • 2009
  • 에너지 물질과 같이 연소 반응을 하는 압축성 물질을 해석하기 위하여 Hydro-SCCM (Shock Compression of Condensed Matter)이라는 에너지 물질과 비반응 물질을 포함한다중 물질 해석툴을 개발하였다. 고에너지 물질은 강한 충격파와 고온과 고압을 가진 물질경계면에서 높은 변형률을 발생시킨다. 이러한 큰 구배를 가진 현상을 해석하기 위하여 새로운 오일러리안 기법을 사용하였다. 본 논문에서는 현상을 해석하기 위한 수학적 방법과 해석결과를 소개하였다.

VOC를 대상으로한 Cyclonic recuperative thermal oxidation system의 연소특성 연구 (The Combustion Characteristics of Cyclonic Recuperative Thermal Oxidation System for Volatile Organic Compounds)

  • 현주수;이시훈;임영준
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.573-578
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    • 2003
  • 본 논문은 산업체에서 발생하는 휘발성 유기물질을 연소하는 직접연소기술에 선회연소 개념을 접목하여 개발된 Cyclonic recuperative thermal oxidation system의 연소성능 실험 결과이다. 기존의 recuperative system의 열효율이 75%로 regenerative thermal oxidation보다 낮아 운전비가 많이 소요되는 단점을 극복하기 위해 기존의 연소실에 cyclone 연소시스템을 적용하여 고효율화 시키고자 하는 것이 핵심이다.(중략)

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휘발성 유기물질의 효율적 열산화를 위한 사이클론 연소시스템 연구 (A Study on Cyclone Combustion System for Efficient Thermal Oxidation of VOC)

  • 현주수;이시훈;임영준;민병무
    • 에너지공학
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    • 제13권2호
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    • pp.112-117
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    • 2004
  • 휘발성 유기물질은 도장공정, 염색, 건조공정 등 화학공정에서 발생하는 저발열량 가스이다 VOCs의 특징은 발열량이 150kcal/㎥ 이하이며 착화를 위한 활성화 에너지가 높고 발생 에너지가 낮다는 것이다. 따라서 연소 안정성은 낮아지고 처리공정은 고에너지 소비공정이 된다. Cyclone연소시스템은 연소기 내에 강한 선회 유동을 만들어서 에너지를 순환시켜 활성화에너지를 낮추어주고 열밀도가 높아 일반적인 swirl 연소 시스템에 비해 고온의 연소온도를 유지할 수 있으며 혼합성을 향상시킨다 본 논문에서는 휘발성 유기물질의 열산화를 위해 최적의 cyclone 연소시스템을 개발하는 것을 목적으로 수행되었으며 특별히 설계된 연소기에서 연소온도와 배가스 조성에 미치는 swirl number의 영향을 정립하였다.

가압유동층에서 석탄의 연소특성 (Coal Combustion Characteristics in Pressurized Fluidized Bed Combustor)

  • 진경태;한근희;박재현;손재익
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1998년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.31-36
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    • 1998
  • 가압유동층 복합발전(Pressurized Fluidized Bed Combustion Combined Cycle 또는 PFBC-CC)은 고효율 및 공해물질 배출이 적은 석탄이용 차세대 발전기술이다. 석탄을 연소하면서 발생되는 열은 스팀으로 회수하여 스팀터빈을 구동하고, 고온, 고압의 연소가스로 가스터빈을 구동하여 복합 발전함으로서 효율을 42- 45%까지 얻을 수 있으며, 유동층연소의 장점인 연소중 탈황과 낮은 질소산화물 배출특성으로 환경친화적이며 경제성이 우수한 청정석탄 이용기술이다. (중략)

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에너지 물질이 포함된 장치의 폭발 해석을 위한 다중물질 해석 방법 (Numerical Method Aimed at Multi-material Simulation of the Energetic Device)

  • 김기홍;여재익
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.274-278
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    • 2011
  • 다양한 고에너지 물질이 포함된 폭발 장치를 정확하게 해석하기 위해서는 고에너지 물질의 다양한 연소 현상과 주변을 둘러싸고 있는 고체물질에 대한 대변형 현상을 정확하게 모사하는 것이 필수적이다. 이를 위하여 본 연구에서는 다중물질 각각의 경계면을 level set 함수를 이용하여 정확하게 표현하였으며, 경계면은 ghost fluid 기법을 사용하여 나타내었다. 각각의 물질에 대하여 대변형에 적합한 구성방정식을 사용하였으며, 지배방정식을 고차의 수치해석 기법을 사용하여 해석하였다. 다양한 폭발장치 중 실험적인 데이터를 이용하여 검증이 가능한 rate stick 문제를 해석하였으며, 실험과 유사한 결과를 획득하였다.

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알루미늄 분말 연소시험을 위한 장치 개발 (Development of combustion test device for study of aluminum powder combustion)

  • 황용석;이지형;이경훈;김광연;이성웅;여태민
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.548-553
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    • 2011
  • 알루알루미늄 분말과 물의 연소 특성을 연구하기 위한 장치를 고안하였다. 알루미늄 분말의 점화를 포함한 연소특성은 초기온도, 압력, 당량비등에 의존하게 되므로 이러한 인자를 변화시켜 연소환경을 적응시킬 수 있는 장치를 설계하였다. 연소 시험 장치는 메탄 연소기, 물공급장치, 알루미늄 분말 정량 공급장치, 선형 형태의 연소기 및 제어장치로 구성되어 있다. 각각의 장치들은 필요한 물질을 정량적으로 공급할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 정해진 시험 과정에 따라 자동으로 제어될 수 있도록 설계되었다. 제작된 장치를 시운전하여 각 구성품이 정상작동하였을 때, 알루미늄 분말이 연소되는 것을 확인할 수 있었다.

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고에너지 가스발생기용 보론 비드의 연소특성 연구 (Study on Boron-bead Combustion Characteristics for High Energy Gas Generator)

  • 한두희;강정석;신준수;성홍계;신경훈;최성한;황갑성
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.26-32
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    • 2014
  • 가스발생기의 고 효율화를 위해 고에너지 물질인 보론을 사용한 보론 비드의 비드 입도 및 성분에 따른 연소특성을 조사하였다. 본 연구는 전기적으로 가열 된 텅스텐 시트와 가시화된 전기로를 사용하여 각각 점화온도와 연소 시간을 측정하고, 고속 카메라로 연소 과정을 측정하였다. 실험 결과 점화 온도는 720~800 K 이며, 연소 시간은 보론 비드 직경에 비례하는 것으로 관찰 되었다. 온도와 복사강도 측정값을 사용하여 보론 입자의 점화 지연시간이 존재한다는 것을 확인하였고, 이를 통해 보론 비드의 전반적인 연소 메커니즘을 이해할 수 있었다.