• 제목/요약/키워드: 금속분말 연소

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와류 연소기에 의한 Mg-Steam 화염 안정화 (Flame Standing of Magnesium-Steam in Swirl Combustor)

  • 고태호;이상협;윤웅섭
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.139-143
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    • 2011
  • 금속분말을 청정 에너지원으로 이용하기 위해 금속분말 소형 연소기의 구현이 필요하다. 이를 위한 기초 연구로서 점화성이 뛰어나면서도 경제적인 수십 마이크로 크기의 마그네슘(Mg) 분말을 대상으로 고온 증기(steam)와의 연소 현상 대해 연구하였다. 본 연구에서는 연소실 내 체류시간 및 혼합 효율을 증가시키기 위해 와류 유동을 연소기에 적용하였고 아르곤(Ar) 이송가스를 이용해 마그네슘 분말을 공급하였다. 안정한 화염을 유지시키기 위하여 이송가스의 유량을 변화시켜 공급되는 마그네슘의 양을 조절하였고, 고온 증기의 공급량은 니들 밸브의 개도를 조정하거나 우회시킨 관로로 증기의 일부를 배출함으로써 조절하였다. 고온의 점화원을 사용하여 증기 분위기 내 마그네슘 분말을 점화시켜, 대기압 환경에서 마그네슘/증기/아르곤의 지속적인 화염을 구현하였다.

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금속분말 연소기를 위한 핀틀인젝터형 연료 공급 장치의 입자 분사량 측정 (Feeding Rate Measurement of Pintle Injector Type Fuel Feeder for Metal Powder Combustor)

  • 고태호;김형민;이도형;윤웅섭
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.405-409
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    • 2010
  • 금속분말을 청정 에너지원으로 이용하기 위해 금속분말 소형 연소기의 구현이 필요하다. 이를 위한 선행연구로 연료 공급 시스템인 핀틀인젝터형(pintle injector type) 금속분말 공급장치의 중요 성능인 분사량을 실험적으로 측정하였다. 분사량 측정 시험에 앞서 간단한 금속분말 공급 시험으로 확인된 문제점을 장치의 변경을 통해 해결하였다. 측정 시험의 결과, 연료 공급 장치에 이송 가스 압력이 상승함에 따라 많은 질유량의 금속분말이 분사되었고 압력에 따른 정량적 분사량을 확인하였다. 이송 가스와 금속분말의 혼합 성능을 개선하여 균일한 분사를 하고자 이송 가스를 25 Hz로 가진 하여 공급하였고 가진이 없는 경우의 실험결과와 비교하였다.

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금속분말 연소기의 slag 제거기법 개념 설계 및 Water Film 형성 조건 기초실험 (Conceptual Design of the Slag Removal Method in the Metal Powder Combustor and Condition Tests for the Water Film Formation)

  • 김광연;;고현;이성웅;조용호
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.554-557
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    • 2011
  • 금속분말을 연료로 하는 연소기 개발에 있어 발생하는 문제점 중에 하나는 알루미나 slag 처리이다. 연소기 내부에 Water film을 형성시킴으로써 금속분말 연소기의 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대한다. 이를 위한 선행연구로 water film의 형성 조건에 대한 실험을 수행하였다. 실험 모델에 대하여 물 분사 속도가 증가할수록 원형 모델에 대한 water fim 각도가 작아져, 약 10 m/s이상에서 완전한 water film이 형성되는 것을 알 수 있었다.

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유동층 방식의 밀집상과 희박상 거동을 이용한 분말형 금속 연료 정량 공급 방법 (Fluidized Bed Feeding Method of the Particulate Metallic Fuel for a Variable Concentration Quality)

  • 고태호;윤웅섭
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.422-428
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    • 2011
  • 금속을 청정 에너지원으로 이용하기 위해 분말형 금속연료 연소시스템이 필요하고, 이에 대한 선행연구로 분말을 정량 공급할 수 있는 공급기를 설계 제작하였다. 유동층 방식의 분말 공급에 영향을 미칠 수 있는 변수들을 피스톤 및 벤츄리관이 적용된 공급 방법을 사용하여 통제한 후, 조절 가능한 공급기 내부 압력만을 변수로 하여 중요 성능인 분말 공급량을 직접적인 중량 측정 방법으로 측정하였다. 측정 실험의 결과로부터 연소시스템에 적용할 공급기의 작동 조건을 도출할 수 있었고, 작동 조건에서 벗어난 영역에서 분말 공급기가 가지고 있는 문제점을 확인하였다.

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액체연료의 미립화와 분무특성 (Atomization and spray characteristics of liquid fuel)

  • 이창식
    • 오토저널
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    • 제10권4호
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    • pp.14-18
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    • 1988
  • 액체의 미립화는 액체연료의 연소를 위한 분무, 분무 도장, 농약 살포, 의료기기, 용융 금속의 금속 분말의 제조 등의 여러분야에 널리 이용되고 있다. 특히 연소 기관은 액체 연료의 미립화와 증발 특성에 따라 기관의 연소와 성능은 크게 변화하므로 연소실 내의 연료 미립화 특성의 개선은 매우 중요하다. 미립화에 영향을 미치는 인자에는 연료의 물성과 분사 기구 및 분사 밸브 등의 구조와 분사압력 등은 연료 미립화에 주된 영향을 미치는 요인의 하나가 되고 있다. 여기서는 주로 액체연료의 미립화에 일반적인 기초 사항과 분무 특성의 표시 방법, 측정법에 대하여 기술하기로 한다.

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단일 알루미늄 입자 연소 모델에 따른 2상 알루미늄 분말 연소장 시뮬레이션 (Numerical Analysis of Two-Phase Aluminum Dust Combustion according to Single Aluminum Particle Combustion Model)

  • 김상민;양희성;윤웅섭
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.460-466
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    • 2010
  • 단일 알루미늄의 연소 모델을 사용하여 알루미늄 분말의 점화 과정에 대한 전산유체 해석 기법을 개발하였다. 유동의 계산은 Reynolds averaged Navier-Stokes식을 사용하였으며, $k-{\epsilon}$ 난류모델을 적용하였다. 입자는 Eulerian-Lagrangian 방법을 사용하여 유동과 독립적으로 계산을 수행하였으며 상용 전산유체해석 프로그램인 Fluent 6.3을 사용하여 해석을 수행하였다. 단일 모델에서 사용한 대류 및 복사 열전달, 표면이상반응, 알루미늄의 용융열을 입자 가열원으로 고려하였다. 같은 조건을 사용하여 단일 입자 모델 계산과 전산유체해석을 수행하였으며, 두 결과는 5% 이내로 잘 일치 하였다. 이를 통해 전산유체해석에서 알루미늄의 점화를 모사할 수 있음을 확인하였다.

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가열방법에 따른 LaCrO$_3$ 연소합성분말의 특성 (Characterization of LaCrO$_3$ Powders Synthesized by Combustion Process with Different Heating Methods)

  • 정층환;박홍규;오석진;박지연
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권10호
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    • pp.1078-1084
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    • 1998
  • 금속 질산염과 urea를 사용하여 연소합성법에 의해 LaCrO3 분말을 제조하고, 용액의 pH를 HNO3와 NH4OH로 조절한 후, 용매의 가열방법에 따른 연소 생성물인 LaCrO3의 형상을 고찰하였다. 연소생성물의 수율은 용액의 pH에 의해 크게 좌우되었다. 용액의 pH가 0.7~4 사이에서는 90% 이상의 수율이 얻어졌으나, 5 이상 또는 0.5 이하의 pH에서는 수율이 크게 감소하였다. 한편, 연소생성물의 형상은 용액의 pH에 무관하였고 용액의 가열방법에 좌우되었다. 용액을 저항가열법으로 가열하여 연소반응시킨 경우의 분말은 미세한 일차입자들이 2차원적으로 연결된 응집체를 형성하고 있었으나, 마이크로파를 인가하여 가열한 경우에는 용액의 pH에 관계없이 미세한 LaCrO3 분말이 얻어졌다. BET 분석 결과, 마이크로파 가열에 의해 얻어진 입자의 비표면적은 25~32m2/g으로 저항가열법으로 가열한 경우의 10-14m2/g에 비해 더 큰 값을 보였다. 이러한 결과는 마이크로파에 의한 연소반응물의 균일한 가열이 연소생성물의 2차원적인 강항 응집체 형성을 억제할 수 있음을 보여 주었다.

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비기체연소합성법으로 제조한 Fe-Si계 재료의 열전특성 (Thermoelectric Property of Fe-Si Based Materials Prepared By Self-Propagating High Temperature Synthesis)

  • 송태호;이형민;이홍림;배철훈
    • 한국재료학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.295-302
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    • 1997
  • 금속분말 Fe와 Si에 KNO$_{3}$(Fe+Si)무게비=0.2로 점화촉매 KNO$_{3}$를 혼합하고 50MPa로 성형한 후 점화시키는 비기체연소합성(SHS; Self propagating High temperature Synthesis)법으로 출발 분말을 얻었다. 점화분위기를 공기 및 Ar으로 한 경우 XRD결과에서 특별한 차이가 없었고 두 경우 모두 SiO$_{2}$피크가 검출되었다. 합성된 분말을 성형한 후 119$0^{\circ}C$환원분위기에서 소결하고 포석온도이하에서 열처리하여 반도성 FeSi$_{2}$가 주상인 Fe-Si계 열전재료를 제조하였다. Fe/Si무게비=46/54,44/56 및 42/58시편의 제벡계수는 Si함량이 증가할수록 증가하였다. 점화후의 세척처리를 2단계로 하는 경우 제벡계수의 부호가 변화하여 p-type에서 n-type으로 변화하며 소결밀도가 크게 상승하였다. 조성에 관계없이 공통적으로 발견되는 SiO$_{2}$는 점화시의 분위기보다는 점화촉매에 포함된 K성분이 소결 및 열처리시 산화제로 작용하여 형성되는 것이 확인되었다.

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