• 대한기계학회논문집B
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• 제41권6호
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• pp.389-395
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• 2017

본 연구는 정적 연소 조건에서 Octane 단일 연료 액적의 매연 생성 거동에 관한 정보를 제공하기 위해 수행하였다. 이를 위해 동일한 분위기 압력($P_{amb}$) 1.0 atm과 산소 농도($O_2$) 21%, 질소 농도($N_2$) 79% 조건에서 초기 액적 직경($d_0$) 변화에 따른 Octane 액적의 매연 생성 특성 실험 결과를 제시하였다. Octane 액적 연소 가시화는 초고속 카메라를 사용하여 촬영하였고, 분위기 조건은 제어 시스템에 의해 동일한 조건을 유지하였다. Octane 액적 연소 결과, 매연 생성량은 동일한 분위기 조건에서 초기 액적 직경 변화의 영향이 크게 나타나지 않았다. 또한, 매연 체적 분율 최댓값($f_{vmax}$)은 $135^{\circ}{\sim}315^{\circ}$ 측정 방향에서 높은 결과를 보였다. 이는 액적 점화 이후 Igniter의 이동 과정에서 생성된 Soot-tail로 인해 매연 체적분율 결과가 증가된 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.356-362
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• 2023

기후 변화에 따른 위험성은 전 세계적으로 오랜 기간 강조되고 있으며, 이를 극복하기 위한 노력은 해운분야에서도 국제해사 기구를 중심으로 이어지고 있다. 연소과정에서 발생한 매연을 제어하기 위하여 매연 생성 특성에 관한 연구는 필수적이다. 본 연구에서는 에틸렌 가스를 기반으로 한 대향류 확산화염에서 불활성 기체인 질소를 혼합하여 화염온도, 화염형태, 매연 생성 관련된 화학종의 상태변화를 확인하기 위해 광소멸법과 화학반응 수치해석을 수행하였다. 연구 결과. 질소의 혼합비율이 증가함에 따라 화염온도 감소와 매연체적분율 감소로 이루어졌다. 매연 입자가 분포하는 구간도 감소하였으며, 30% 이상 혼합비율이 높아지면 체적분율 감소율이 감소하였다. 매연 성장에 관여하는 화학종들의 몰분율도 감소하였다. HACA 반응 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율에 따라 영향을 받으나, 홀수탄소 경로 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율뿐만 아니라 화염온도 영향을 받는 것을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.807-815
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• 2013

대기압에서의 층류 에틸렌 확산 화염 내 매연 생성에 대하여 부력의 영향에 대한 보다 나은 이해를 위해 0g와 1g 조건하에서 수치해석을 수행하였다. 수치해석을 위하여 가스상 메커니즘과 열 및 이송특성을 이용하였다. 매연의 생성과 성장 및 산화에 대하여 예측하기 위하여 간단한 매연 모델이 채택되었으며 이 모델은 가스상과 매연의 화학적 상호작용에 고려되었다. 수치 결과로서 보다 두꺼운 확산층과 축방향 속도의 감소로 인해 0g에서의 화염이 1g하의 화염보다 더 넓은 화염을 가진다는 알 수 있었다. 0g에서의 축방향 속도의 감소는 더 긴 체류 시간을 가지게 하고 그 결과로 더 많은 매연 체적분율을 나타나게 한다. 0g 하에서는 화염이 부력으로 인한 불안정성이 없어져 화염의 흔들거림이 사라졌다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권9호
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• pp.1796-1804
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• 1992

본 연구에서는 동심확산화염내에 생기는 매연 입자의 크기와 농도를 광산란 소멸법으로 보다 정확히 측정하여 궁극적 목적인 매연입자 제어의 기반을 조성하고자 한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제25회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.123-128
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• 2002

이중동축류 버너를 사용하여 에틸렌/프로판 및 에틸렌/메탄 혼합 연료의 매연생성 상승효과와 관련된 매연생성 메커니즘을 이해하기 위한 실험을 수행하였다. 매연체적분율, 광산란신호 및 PAH 형광신호를 측정한 결과 다음을 알 수 있었다. 에틸렌/프로판 혼합연료에서 연료공급 위치의 변화에 따른 매연생성특성의 변화는 대부분 synergistic 효과와 관련되는 것임을 알 수 있었다. 그러나 에틸렌/메탄 혼합연료의 경우 연료공급의 위치변화가 매연생성에 크게 영향을 주지 않았다. PAH 분포는 synergistic 효과에 의한 매연 생성 특성의 변화와 일관성이 없는 것이 관찰되었다. 따라서 synergistic 효과에 대한 PAH의 역할에 대한 이해가 필요함을 알 수 있었다.

• 한국연소학회지
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• 제4권2호
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• pp.75-83
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• 1999

The effect of temperature distributions on soot volume fraction in double-concentric diffusion flames have been investigated experimentally. Using fine thermocouple wires and a rapid insertion mechanism, we have measured temperature without the effect of soot particles attached to the thermocouple junction, which can lower the temperature signal about 100 K by increasing the heat loss from the junction by radiation. The temperature at the flame axis is higher in the double-concentric diffusion flames than in normal co-flow diffusion flames because of the inverse diffusion flame. However, it is almost the same as that at the periphery of normal flames, on which the inverse flame does not have an effect. Thus, the lower soot concentration found in the double-concentric diffusion flame can be explained by the effect of nitrogen diffusion from the central air jet.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권5호
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• pp.725-732
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• 2000

Laser induced incandescence (LII) method is frequently used to measure soot volume fraction in flames. In this study, experiments were performed to measure soot volume fraction in coaxial diffusion flame using LII method and calibrated with laser scattering/extinction method. The effects of laser intensity (>$1{\times}10^8W/cm^2$), laser wavelength (532nm, 1064nm) and detection wavelength (400nm, 600nm) on the LII signal were investigated. On the range of $4{\times}10^8{\sim}8{\times}10^8W/cm^2$ there were no effects of laser intensity on LII signal. Except these ranges, LII signal was increased with laser intensity. For the long gate width, the LII signals of the higher laser intensity (>${\vartheta}(GW/cm^2)$) cases had better correlation with soot volume fraction which were measured by laser extinction method compared with lower laser intensity cases. The errors of 2-dimensional cases at the calibration height were approximately 50% regardless of laser wavelength.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권3호
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• pp.301-306
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• 2010

DME는 환경 친화적인 특성으로 인해 현재 전 세계적으로 주목을 받고 있다. 지금까지 DME는 매연을 적게 생산하는 청정 에너지라는 특성으로 인해 디젤 자동차의 주요 대체 에너지로서 연구되어 왔다. 이에 본 연구에서는 에틸렌 대향류 확산화염에 DME를 5%, 14% 및 30% 혼합했을 때, DME의 혼합 비율에 따른 매연의 수밀도 및 크기에 대한 영향을 조사하였다. 레이저 투과법 및 산란법을 이용해 수밀도 및 크기를 측정하였다. 그 결과 DME를 30% 혼합한 경우에는 매연이 감소한 반면, 5%와 14%의 혼합 비율에서는 매연이 증가하는 경향을 나타내었다. 이 결과는 DME가 매연 생성이 적은 청정 연료로 알려진 것과는 달리 에틸렌 확산화염 내에서는 DME의 혼합에 따라 매연 생성이 증가될 수 있다는 것을 의미한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권7호
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• pp.863-870
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• 2004

The temperature and soot particle measurement technique in a laminar diffusion flame has been studied to investigate the characteristics of soot particle with temperature using a co-flow burner. The temperature distribution in the flame were measured by rapid insertion of a R-type thermocouple and the soot particles by LEM/LIS techniques. In these measurement, soot volume fraction, number density and soot diameters were analyzed experimentally. As a results, the spacial distributions of particle volume fraction, soot diameter, and number density are mapped throughout the flame using the Rayleigh theory for the scattering of light by particles. A laser extinction method was used to measure the soot volume fraction and laser induced scattering method was used to measure the soot particle diameter and number density. Also, we measured temperature without the effect of soot particles attached to the thermocouple junction, which is close to the nozzle. In this result, we found that upstream zone has a unstable flowing in co-flow diffusion flame and the y-axis temperature of flame has a uniform temperature distribution in the most soot volume fraction zone.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1267-1273
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• 2004

The temperature and soot particle measurement technique in a laminar diffusion flame have been studied to investigate the characteristics of soot particle with temperature using a co-flow burner. The temperature distributions in the flame were measured by rapid insertion of a R-type thermocouple and the soot particles were detected were detected by LEM/LIS techniques. In these measurement, soot volume fraction, number density and soot diameters were analyzed experimentally. As a results, the spacial distributions of particle volume fraction, soot diameter, and number density are mapped throughout the flame using the Rayleigh theory for the scattering of light by absorbing particles. A laser extinction method was used to measure the soot volume fraction and Laser induced scattering method was used to measure the soot particle diameter and number density. Also, we measured temperature without the effect of soot particles attached to the thermocouple junction, which is close to the nozzle. In this result, we found that upstream zone has a unstable flowing in co-flow diffusion flame and the y-axis temperature of flame has a uniform temperature distribution in the most soot volume fraction zone.