• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.949-955
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• 2000

Numerical study with detailed chemistry has been conducted to investigate the NOx formation and structure in $CH_4/Air-CO_2$ counterflow diffusion flames. The importance of radiation effect is identified and the role of $CO_2$ addition is addressed to thermal and chemical reaction effects, which can be precisely specified through the introduction of an imaginary species. Also NO separation technique is utilized to distinguish the contribution of thermal and prompt NO formation mechanisms. The results are as follows : The radiation effect is dominant at low strain rates and it is intensified by $CO_2$ addition. Thermal effect mainly contributes to the changes in flame structure and the amount of NO formation but the chemical reaction effect also cannot be neglected. It is noted that flame structure is changed considerably due to the addition of $CO_2$ in such a manner that the path of methane oxidation prefers to take $CH_4 {\rightarrow}CH_3{\rightarrow}C_2H_6{\rightarrow}C_2H_5$ instead of $CH_4 {\rightarrow}CH_3{\rightarrow}CH_2{\rightarrow}CH$. At low strain rate(a=10) the reduction of thermal NO is dominant with respect to reduction rate, but that of prompt NO is dominant with respect to total amount.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.232-240
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• 1986

본 연구에서는 대향류 유동장에서 두 예혼합화염의 후류 상호작용을 Fig.1 과 같은 계를 이용하여 일반적인 Lewis수에 대하여 접합 점근 전개 방법으로 해석하 여, 강한 상호작용을 나타내는 구간의 변화가 확산선호도의 영향임을 규명하고, 화염 스트레치가 상호 작용하는 예혼합화염의 소화특성에 미치는 영향을 파악하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2964-2964
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• 2008

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제25회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.33-39
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• 2002

Unsteady behaviors of counterflow flame were studied experimentally in opposing jet counterflow burner using diluted methane. To generate the unsteadiness on the flame, the counterflow diffusion flame was perturbed by velocity changes made by the pistons installed on both sides of the air and fuel stream. The velocity changes were measured by Hot wire and Laser Doppler Velocimetry, and the flame behaviors were observed by High speed ICCD and ICCD. In this investigation, the spatial irregularity of the strain rate caused the flame to extinguish from the outside to the axis during the extinction, and we found the following unsteady phenomena. First, the extinction strain rates of unsteady cases are much larger than those of the steady ones. Second, the extinction strain rates become larger as the slope of the change of the strain rate increases. Third, the unsteady extinction strain rates become smaller with the increase of the initial strain rate.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권5호
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• pp.468-474
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• 2012

이 연구에서는 친환경 선박용 재료로 각광받는 탄소나노물질에 대하여 실험적 연구를 수행하였다. 탄소나노물질의 합성을 위한 열원으로서는 대향류 메탄 화염을 이용하였다. 탄소나노물질 합성을 위한 촉매로서는 페로센을 사용하였다. 합성 특성을 파악하기 위한 주요 파라메타로는 대향류 메탄 화염에 수소의 혼합 비율과 샘플링 위치를 변화시켰다. 탄소나노물질의 성향은 SEM과 TEM 이미지를 이용하여 결정되었다. 실험 결과로서는 수소의 혼합 비율이 증가할수록 탄소나노물질의 생성이 잘 이루어졌다. 또한 대향류 메탄 확산화염 내 탄소나노튜브의 생성을 위한 적정 온도로는 1500 K 정도가 적당하다는 것을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.93-103
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• 2021

기후변화 대응과 탄소배출 저감에 대한 심각성 및 필요성이 중요시 되면서 세계 각국은 온실가스를 감축하고자 하는 노력을 지속하고 있다. 다양한 노력들 중 탄소기반 연료 사용 시 발생되는 이산화탄소를 포집하여 활용하는 CCUS에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 관점에서 CCUS와 함께 활용될 수 있는 가압 순산소 연소에 대한 연구도 여러 연구자들에 의해 진행되고 있다. 본 연구는 가압 순산소 연소의 화염 구조와 오염물질 배출과 관련된 기초적인 정보를 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 대향류 확산 화염 모델을 이용하여 압력 및 산소분율에 따른 연소의 특성을 분석한 결과, 압력이 높을수록 화학 반응의 활성화로 인한 반응율의 증가로 연소 온도가 증가하고 화염두께는 감소한 반면, 산소분율이 높을수록 반응율 증가 및 산화제 운동량 변화에 따른 확산의 영향으로 연소 온도 및 화염두께 모두 증가하였다. 이와 관련된 열방출 반응을 3가지 구간으로 구분하여 분석한 결과, 특히 산소분율이 증가할수록 산화제 측면에서 나타나는 화학 반응이 혼합분율에 따라 크게 두 개의 영역으로 세분화되는 특성이 나타났다. 또한, NO의 생성 메커니즘에 따라 구분된 배출지수(EINO)를 분석하였고, 각 해석 조건에 따른 NO의 생성 경향을 제시하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권1호
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• pp.108-116
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• 1998

In this paper it is investigated the roles of key elementary reactions for NO formation in methane-air one-dimensional premixed flame and counterflow diffusion flame, which were studied numerically by using NO kinetics and $C_{2}$ -chemistry complied by Miller and Bowman. The spatial distributions of the reaction rates of 9 main elementary reactions directly related to NO formation and destruction were calculated. Integration of the rates of all reactions in the NO formation across the flame yields the quantitative reaction path diagram, which shows clearly relative importance of each reaction path in NO formation and how it changes with the type and parameters of the flame. The results show that the thermal and Fenimore mechanisms are dominant respectively for learn and rich premixed flames, and the latter is dominant for diffusion flames. In addition, it was found that the HCN recycle route is important for diffusion flame, and that the routes of mutual transformation between NO and NO$^{2}$, and between NO and HNO do not contribute to the net NO formation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.181-188
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• 2012

대향류확산화염의 화염소화에 있어서 에지화염 역할에 관한 실험적 연구가 진행되었다. 속도비, 버너직경, 그리고 버너간격을 변화시키며 수행된 실험에서 전체신장률에 따른 화염소화 임계질소몰분율의 그래프는 c-커브 형태로 나타났다. 고신장률화염에서는 화염소화 임계질소몰분율의 그래프가 하나의 곡선으로 일치하였으며, 화염이 일차원의 응답특성을 갖는 것을 확인하였다. 화염 소화는 바깥 에지화염이 반경방향으로의 진동 후에 화염 중심으로 수축하며 소화하는 영역, 진동 없이 화염중심으로 수축하며 소화하는 영역, 그리고 바깥 에지부분의 수축과 진동 없이 화염중심에 화염 구멍이 생기며 소화하는 영역으로 세 가지 모드로 나타났다. 화염 표면온도 측정과 에너지 방정식의 각항을 수치해석 한 결과를 토대로 에지화염부분에서의 반경방향 전도 열손실이 에지화염의 불안정을 야기한다는 것과 전도를 통한 열 공급뿐만 아니라 대류를 통한 열 공급도 바깥 에지화염의 안정화에 기여한다는 것을 보였다. 그리고 반경방향의 전도열손실이 수축하며 소화하는 메커니즘의 지배적인 역할을 함을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.625-632
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• 2011

[ $CH_4$ ]고온공기 대향류 확산화염의 점화특성을 화염제어 연속계산법을 이용하여 수치해석적으로 검토하였다. 화학반응의 계산에는 GRI-v1.2 반응기구를 이용하였으며, 화염 최고온도를 총괄 스트레인율의 역수에 대해 나타내어 점화 및 소화특성에 관한 화염 최고온도의 S-곡선을 얻을 수 있었다. 총괄 스트레인율 변화에 따른 화염구조를 고찰하기 위해 S-곡선에서 Upper Branch와 Middle Branch의 화염 온도 분포와 속도구배를 비교하였다. 총괄 스트레인율값은 화염면과 혼합층의 연료과 공기측 경계에서 정의되는 국소 스트레인율값과도 비교하였다. 연료측과 공기측의 국소 스트레인율은 총괄 스트레인율과의 좋은 상관관계에 있음을 알 수 있었다. 화염제어 연속계산법이 확산화염의 점화, 소화특성을 검토하는 데 매우 유용한 방법임을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.279-282
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• 2006

이산화탄소를 첨가한 저 신장률 메탄-공기 대향류 확산화염에서 화염소화 거동과 에지화염 진동을 조사하기 위해 실험을 수행하였다. 화염소화 조건에서의 임계 몰분율을 속도비와 전체화염 신장률에 따라 분석하였다. 또한 에지화염 진동의 시작조건과 관련된 모드들을 전체화염 신장률에 따라 조사하였다. 화염길이는 측면방향 열손실과 밀접한 연관이 있으며, 측면방향 열손실은 화염소화와 에지화염 진동에 중대한 영향을 미친다. 에지화염의 진동 모드는 성장, 감쇠, 조화 세 가지로 분류된다.