• 대한기계학회논문집B
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• 제40권10호
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• pp.637-644
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• 2016

본 연구의 목적은 석탄 입자 연소 시 공기 다단 연소 적용에 따른 UBC(Unburned Carbon) 및 질소 산화물(NOx) 배출 특성을 분석하는 것이다. 이를 위해 공기 다단 연소가 가능한 2단 하향 분류층 반응기(Two Staged Drop Tube Furnace, Two Staged DTF)를 설계 및 제작하였다. 아역청탄(Tanito)의 단일 및 다단 연소 실험을 진행하여 UBC 및 NOx 배출 특성을 분석하였다. 그 결과, 단일 연소 조건에서 온도 및 공기비가 증가함에 따라서 UBC 함량이 감소했지만 NOx의 농도는 증가했다. 특히 과농 연료 연소 영역에서 NOx 저감 반응이 일어났으며, 이때 반응 온도가 증가할수록 NOx 저감 반응이 활성화 될 뿐아니라 UBC는 감소되었다. 공기 다단 연소 실험의 경우 석탄 입자의 UBC 증가량에 비해 높은 NOx 저감 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권6호
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• pp.587-597
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• 2010

공기다단연소는 석탄화력발전에서 NOx을 저감하기 위한 기술 중에 하나로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 미분탄 보일러에 공기다단연소를 적용하여 현 수준을 유지하면서도 NOx 저감을 이룰 수 있는 최적의 운전조건을 제안하고자 한다. 공기다단연소를 적용하기 위해 미분단 보일러에 설치된 CCOFA와 SOFA를 통해 공급공기비율을 16.7/83.3%, 25/75%, 50/50%, 75/35% 그리고 83.3/16.7%로 서로 다르게 공급하여 연소 및 배출물질 특성을 연구하였으며, 또한 공기다단연소기술의 적용에 의한 냉각 영향와 재연소반응 영향를 확인하기 위해 동일한 조건에서 공기와 질소를 각각 공급하여 NOx 저감영향을 확인하였다. 본 연구결과를 통해서 CCOFA와 SOFA에 동일한 양을 공급한 공기다단연소조건에서 NOx의 최대저감효과를 확인하였고, 최적의 운전조건을 도출하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.150-150
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• 2020

본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 원형 다단 실린더 게이트 형식의 취수시설에서 발생하는 공기연행을 분석하였다. 수리모형실험의 원형은 경상북도 청도군에 위치한 운문댐의 "운문댐 안전성 강화사업"에서 계획되고 있는 신설취수탑을 기준으로 상사법칙은 Froude상사법칙을 적용하고 1/20의 모형 축척을 가지는 취수탑의 국부모형에 하류단 수위를 고려하기 위해 유량조절시설을 설치하여 실험을 실시하였다. 실험조건은 크게 두 가지로 구분하였으며, 수면으로부터 유입구 상단부까지의 거리 ∆h1(m)과 유입부 저수지 저류 수위와 하류단 유량조절시설간의 수위차인 ∆h2(m)이며, ∆h1에 대한 조건은 0.01m~0.06m로 0.01m 간격으로 6가지, ∆h2에 대한 조건은 0.10m~1.70m로 0.20m간격으로 9가지로 이를 조합하여 총 54개 CASE에 대해 진행하였다. 실험결과 공기연행 발생 시 그에 따른 영향을 평가하기 위해 발생 정도에 따라 미발생(Not Occur), 간헐적(Intermittent), 빈번한(Frequent), 지속적(Continuation), 공기 폭발(Air Explosion)로 분류하였으며, 각 공기연행 발생 시 취수유량의 감소율 및 영향을 분석한 결과 간헐적 공기연행 발생 시 최대 약 3.75%의 취수유량 감소, 빈번한 공기연행 발생 시 취수유량은 전체적으로 10%, 최대 약 13.19% 감소하였으며, 지속적 공기연행 발생 시 발생 이후 ∆h2증가에 의한 취수유량의 증가가 거의 이루어지지 않으며, 최대 56.25%의 취수유량이 감소, 공기 폭발 발생 시 취수유량의 영향은 지속적 발생과 비슷하나 관내 공기 포집 후 유입구로 방출 시 관에 강한 충격을 주어 안정성에도 큰 영향을 미칠 것으로 판단되어, 이에 안정성 및 취수유량 감소율을 고려하여 빈번, 지속, 공기 폭발 발생 영역에서의 취수는 적합하지 않으며, 공기연행 미발생 및 간헐적 발생 영역에서의 취수 시 목표 취수유량이 1.00~4.00(㎥/s)일 때 ∆h1= 0.40m 이상, 4.00~9.30(㎥/s) 일 때 ∆h1= 0.60m 이상, 9.30~9.53(㎥/s) 일 때 ∆h1=0.80m 이상, 9.53~9.65(㎥/s) 일 때 ∆h1= 1.00m 이상에서 취수유량 감소율 3.75% 이내로 취수유량의 확보가 가능하다. 이러한 결과는 원형 다단 실린더 게이트 형식의 취수시설에 대해 취수 시 수면와류에 의한 Air Core와 그에 따른 공기연행의 발생 조건과 영향을 수리모형실험을 통해 확인함으로써 실제 운용 시 보다 안정적이고 효율적인 운용에 대한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 추가로 수치해석을 통한 비교 및 공기연행과 관내 공기포집 정도에 대한 연구를 통해 보다 정확한 자료제시가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권4호
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• pp.235-243
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• 2019

급격한 기상변화로 인한 극한 강우와 집중폭우의 발생빈도 증가로 기존 수방시설의 한계 용량을 초과해 도심지 침수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 최근 도시화 추세가 급격하게 빨라지면서 수방시설 등 사회기반시설에 대한 지하공간 개발의 필요성이 증가하고 있으며, 지하공간을 활용한 지하방수로와 지하저류지 기술이 급부상하고 있다. 본 연구에서는 지하유입시설의 대표적 형상인 접선식 유입구와 나선식 유입구에 대한 공기 배출효과를 분석하기 위해 유입유량 변화에 따른 수직갱 내부 공기공동(air-core)의 형상 크기를 계측했다. 나선식 유입구의 경우, 저유량 유입조건에서 와류 유도 효과를 개선하기 위해 유입부 바닥면에 계단형 다단식 구조를 도입했다. 수직갱 내부 공기공동의 전체적인 평균 단면적의 경우, 다단식 나선 유입구가 접선식 유입구보다 10% 정도 크게 나타나 고유량 유입조건에서 높은 공기 배출 효과와 유입효율을 나타냈다. 접선식 유입구의 경우, 유입구가 가지는 고유 성능을 유지할 수 있는 최대 유량 조건을 초과하면서 공기 배출 효과가 감소하기 시작했다. 또한, 실험에서 사용된 접선식 유입구와 다단식 나선 유입구 모형에 활용 가능한 기초자료를 제공하기 위해 수직갱 내부 위치에 따른 공기공동 단면적에 대한 실험식(empirical formula)을 제시했다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.219-220
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• 2000

대기 중에 부유하는 입자상 물질을 크기별로 측정하는 기술은 크게 입자의 전기적 특성, 광학적 특성 및 공기역학적 특성을 이용하는 방법이 널리 사용된다. 이중 입자의 공기역학적 특성, 다시 말해 입자의 관성력을 이용한 다단임팩터는 설계 및 제작이 용이하고, 입경별 분리능력이 우수하기 때문에 대기 에어로졸의 입경분포 측정에 가장 많이 사용되고 있다. 본 연구의 목표는 분리입경이 각각 10, 5, 2.5, 1 $\mu\textrm{m}$ 인 상압 4단임팩터를 설계, 제작하여 성능평가하는 데 있다. (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.473-474
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• 1999

일반적으로 NOx배출은 연소과정에 의해 강력하게 지배되고 있으며, NOx 저감 기술은 1970년대 후반부터 많은 연구들이 수행되어, 그 이론들이 확립되고 있다. 석탄 연소시스템에서는 공기 다단(air staging, OFA), 연료다단(fuel staging, reburning) 및 배기가스 재순환(FGR) 등이 대표적인 NOx 저감 기술이며 [1∼4], 그 중 배기가스 재순환법은 저산소 배기가스를 연소용 공기에 재혼입시키므로써 NO의 생성속도를 저하시켜 NOx를 저감시키는 기법이다.(중략)

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.57-64
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• 2017

오늘날 EU환경규제로 포장용 완충재로 사용되는 EPS(스티로폼) 대체용 공기 충진 완충재는 출시 이후 점진적으로 시장이 확대되는 포장업계 블루칩이다. 공기충진형 완충재는 뛰어난 완충능력과 친환경성으로 EPS를 대체하여 빠르게 시장을 확장하고 있다. 기존 공기 충진 완충재에 대비하여 원료절감과 공정향상, 직관적 미관 향상을 모두 충족하는 새로운 선택 충진형 공기 충진재 제조기술이다. 본 연구는 다단 에어셀 충진 밸브성형기술은 선택충전 기술을 바탕으로, 밸브형성 구조기술을 적용하여 선택적으로 다양한 형태로 충진이 가능한 기술이다. 다단 에어셀 충진 밸브성형기술의 구조도는 밸브단이 구분된 제1주입필름, 밸브필름, 제2주입필름 등 3겹의 필름을 적층하여 복수의 주입구를 형성한 기술이다. 기존의 기술은 연결된 다수의 공기주머니에 공기를 주입하기 위한 별도의 외부 공기주입로가 필수적으로 구성되어야 하나, 본 연구는 공기 주머니의 내부에 외부 공기주입로가 형성되어 공기를 주입하기 위한 외부 공기주입로가 외견상 없어짐으로써 그에 따른 원재료 및 공정이 감소하고, 공기가 주입되어 원형 튜브로 팽창하는 과정에서 단면의 길이가 63~66%로 축소되는 공기주머니와 다르게 공기주입 후 내부 공기가 배출되고 단면이 원래의 길이를 유지하여 불필요하게 접힌 채 붙어 있는 외부 공기주입로를 내부에 일체화 하여 완충재의 미관이 향상되는 기술적 특징과 다수의 연속된 공기주머니에 선택적으로 공기를 충전할 수 있는 선택충전에 관한 것으로 기존 기술대비 뛰어난 차별성을 갖는 스마트한 공기충전형 완충재 제조 기술이다.

• 한국연소학회지
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• 제8권1호
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• pp.25-35
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• 2003

The objective of this research is to determine generally applicable design principles for the development of internally staged combustion devices. Utilizing a triple annulus combustor, the detailed combustion characteristics are studied. For this triple air staged combustor, the angular momentum weighted by it#s swirl number and air distribution ratio was observed to be the critical criteria of NOx emission. An internal recirculation zone which develops on the centerline of the flame immediately downstream of the burner entraps the fuel into a fuel rich eddy. Then sufficient heat must be transferred from the flame via radiation to the chamber heat transfer surfaces, such that the peak flame temperatures are suppressed when the second air is introduced. It is experimentally found out that the total NOx emission level in this type of burner is below 50ppm(3% Ref. O2) at optimum operating conditions.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.379-384
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• 2003

Coal-burning utilities are facing a major NOx control compliance challenge due to the heavy emission regulation. In response to this challenge, some applicative technologies to effectively reduce NOx are developed and applied in the pulverized coal power plants. One of these is low NOx burner(LNB) equipped with multi-staged air register. In this study, NOx emission rate and flame shapes are investigated with secondary and tertiary air flow conditions in air staged coal burner, and the optimal windows of flow conditions to minimize NOx emission rate are found out. The test conditions treated in this study are the flow rate, swirl direction and intensity and throat injection velocity of secondary and tertiary air.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.147-152
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• 2000