• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.129-139
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• 1995

This study investigates the combustion characteristics of methane-hydrogen-air premixture in a constant volume combustion chamber. Primary factors of the combustion characteristics of methane- hydrogen-air premixture are the equivalence ratio and hydrogen supplement rate. In the case of $\phi$= 1.1, maximum combustion pressure and heat release rate have peaks, and they increase as the initial pressure and hydrogen supplement rate increase. The total burning time is also the shortest at the $\phi$= 1.1, it shorten by lowering the initial pressure and by increasing the hydrogen supplement rate. The maximum flame temperature is shown at the $\phi$= 1.0, and increasing the initial pressure and hydrogen supplement rate, it increases. The concentration of NO reveals the highest value at the $\phi$= 0.9, and it increases by increasing the initial pressure and hydrogen supplement rate. It is also found that the limit of lean inflammability of methane-hydrogen-air premixture is greatly widened by increasing the hydrogen supplement rate.

• 한국안전학회지
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• 제17권2호
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• pp.112-117
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• 2002

메탄-공기의 비예혼합 대향류 확산화염 차폐가스가 화염구조에 미치는 영향을 수치적으로 조사하였다. 20 $s^{-1}$의 저변형율, 메탄가스 19%와 질소 79%의 혼합가스 연료와 공기의 확산화염을 대상으로 하였다. 질소차폐가스의 속도의 차폐가스의 유무에 따른 화염의 형태와 중심선상의 온도 및 축방향 속도의 분포를 비교하였다. 정상중력에서 $V_{S}/V_{F}{\leq}2$일 때 차폐가스의 유동이 화염구조에 미치는 영향은 무시할 수 있었다. 정상중력에서 차폐가스가 없는 경우의 화염형태와 그 위치는 차폐가스가 있는 경우와 다르지만, 무중력에서는 중심선상에서 차폐가스의 영향이 거의 없었다.

• 한국연소학회지
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• 제4권2호
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• pp.63-74
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• 1999

The effects of EGR and premixedness on NO formation have been numerically investigated. The flame structure is classified into three categories; premixed flame($=1)$, rich/lean premixed flame(${\alpha}=0.6$ and 0.8) and diffusion flame(${\alpha}=0$). NO formation/destruction mechanisms are assorted to thermal, reburn and Fenimore mechanisms. The temperature of unburned gas is arranged to 298 and 500 K to have access to the condition in a real internal combustion engine. The results show that all three NO formation/destruction reaction rates in the fuel rich flame zone could be decreased by EGR for rich/lean premixed flames, while those in the fuel lean flame zone are not significantly changed. Near the stagnation plane, however, only the thermal NO reaction rate is decreased. The contribution of reburn and Fenimore mechanisms for the net NO production becomes less significant as the premixedness of a flame increases. The larger amount of NO reduction with EGR is expected under the higher temperature and/or higher fuel/air premixedness conditions due to the increased contribution of the thermal mechanism. The role of Fenimore and reburn mechanisms could be important for rich premixed and diffusion flames; therefore, the effect of EGR on NO reduction could vary with fuel/air premixedness. The premixedness of a partially premixed flame changes the flame structure and could affect the NO production characteristics.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.318-323
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• 2012

본 연구에서는 정상초음파와 교반하는 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동을 규명하기 위한 실험결과를 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 형상 및 전파속도를 관찰하였다. 전파속도는 연소한계를 제외한 당량비에서 정상초음파장이 가진되는 경우에 더욱 증가하였으며, 화염선단의 찌그러지는 위치는 초음파 특성이 변하지 않는 한 일정하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.406-413
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• 2011

최근 선박에서 배출되는 온실가스를 저감하기 위한 기술로 연료전지가 주목 받고 있다. 본 연구에서는 메탄을 연료로 사용한 내부개질형 500kW급 고체산화물 연료전지의 선박 적용을 가정하여 연료전지 스택을 모델링하여 스택을 구성하는 셀의 수, 수소 변환율, 셀의 반응면적에 따른 출력 및 효율에 관한 특성을 평가하고, 공기와 메탄의 공급조건이 연료전지 스택의 성능에 미치는 영향 등에 관하여 검토하였다. 그 결과 셀의 수, 수소 변환율, 셀의 반응면적 및 공급 공기 유량이 증가할수록 스택의 출력 및 효율이 증가하였고, 메탄 공급 유량이 증가하면 출력은 증가하지만 효율은 감소하였다. 또한 Case 3의 경우에 전류가 976.4 A, 전압이 529.1 V에서 출력이 516.6 kW이고 이때의 연료전지 스택의 효율은 42.91%를 얻을 수있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.431-438
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• 2011

비예혼합 화염의 부상 조건은 연소기의 운전 조건을 한정하는 매우 중요한 변수이다. 동축류 층류 비예혼합화염의 경우 점성계수와 물질 확산 계수의 비로 정의되는 슈미트 수가 1 보다 큰 조건에서 안정적인 부상화염이 존재하고 그 반대의 경우 부상이 불가능한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 동축 관내에서의 화염의 부상 특성에 대해 슈미트 수가 1 보다 큰 프로판과 슈미트 수가 1 보다 작은 메탄 비예혼합 화염의 부상 안정화를 실험적으로 비교하였다. 그 결과, 제한된 공간에서는 슈미트 수가 1 보다 작은 조건에서도 안정적인 부상화염이 존재할 수 있음을 확인하였다. 그 원인 규명을 위해 간단한 비반응 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 결론적으로 개방공간에서와는 달리 관내 조건에서는 유한한 크기의 화염 공간으로 인해 인접한 상류에서 유동 재편이 물질확산에 비해 선택적으로 재편됨으로써 새로운 안정화 기구가 형성될 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 제한된 공간내에 화염이 형성되는 일반적인 연소기의 화염안정화 설명에 중요한 단서를 제공한다.

• 자원환경지질
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• 제36권3호
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• pp.149-157
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• 2003

울릉분지 남서부 심해저 퇴적층에 분포하는 천부 가스의 특성을 파악하기 위해서 피스톤 코아시료를 채취하고 공기층 가스 기법으로 퇴적물 내에 함유된 가스를 포집하여 탄화수소 가스의 함량, 성분 및 탄소 동위원소 분석을 실시하였다. 또한 가스의 함량과 시추 코아 퇴적물의 연관성 및 특성을 파악하기 위해서 가스를 함유하는 퇴적물에 대해서 유기 지화학 분석을 실시하였다. 그리고 가스를 함유하는 퇴적물의 탄성파 특성을 살펴보았다. 퇴적물에서는 탄화수소 가스가 0.01%에서 11.25%까지 검출되었다. 단위 퇴적물내의 탄화수소 가스의 양을 젖은 퇴적물의 부피를 기준으로 정량적으로 계산하면 0.1에서 87.4ml/L wet sediment를 나타냈다. 분석된 탄화수소 가스의 성분은 주로 메탄으로 분석 시료에서 2개 시료를 제외하고는 메탄의 함유비가 98%이상을 나타냈으며 32개 분석 시료 중에서 15개 구간에서는 메탄만이 검출되었다. 채취된 시료의 메탄 가스의 탄소 동위원소 비$(\delta^{13}c)$는 -94.31$extperthousand$에서 -55.50$\textperthousand$까지의 범위를 나타내서 분석된 가스의 기원은 메탄 생성 박테리아에 의한 생물 기원 가스인 것으로 판명된다. 연구 지역의 퇴적물내의 탄화수소 가스의 함량은 지역에 따라서 차이를 보인다. 퇴적물내의 가스의 함량은 퇴적물의 지화학적 특성과 퇴적물의 입도와는 뚜렷한 상관 관계를 보이지 않았다. 단지 탄성파 단면상에서 이상대를 나타내는 곳에서는 가스의 함량이 많은 것으로 나타났다. 탄성파 단면상에 보이는 이상대는 현장의 온도 압력 조건에서 공극수에 탄화수소 가스가 과포화 된 곳으로 다른 조건이 만족된다면 가스 하이드레이트를 형성하기에 적합한 것으로 해석한다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.619-623
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• 1998

불화된 금속 산화물 촉매상에서 이염화메탄을 불화하여 이불화메탄을 합성하는 연구를 하였다. 실험 변수는 반응온도, HF/DCM (dichloromethane) 몰비, 접촉시간 그리고 촉매의 형태이었다. 촉매의 성능은 불화된 알루미나 보다는 크롬이 담지된 불화된 알루미나가 우수하였으며 크롬을 담지한 촉매에서 전처리 하지 않은 경우가 수소와 공기 분위기로 소성처리한 경우보다 더욱 우수하였다. 최적 반응 조건은 반응온도 $340^{\circ}C$, HF/DCM 몰비 5이상 그리고 접촉시간 20 초 이상이었다. 이들 조건에서 얻은 이불화메탄의 최대 수율은 80% 이상이었다. 특히 반응시간이 8시간까지 촉매의 활성 감소나 이불화메탄의 선택성의 감소가 나타나지 않았다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권6호
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• pp.22-28
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• 2009

열역학 제 2법칙의 관점의 열역학적 가용에너지인 엑서지 해석법을 적용하여 가솔린, 메탄올, M90 연료를 사용한 전기점화 기관의 성능해석을 수행하였다. 열역학적 사이클 해석을 위하여 사이클을 구성하는 각 과정은 열역학적 모델로 단순화하였고, 크랭크 각도에 따른 실린더의 압력과 작동유체를 구성하는 연료, 공기 및 연소생성물의 열역학적 물성 값들을 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였다. 실험데이터는 단기통 전기점화기관을 가솔린, 메탄올과 M90(메탄을 90%+부탄 10%의 혼합연료)을 연료로 WOT(Wide Open Throttle), MBT(Minimum advanced spark timing for Best Torque), 2500rpm 조건으로 운전하여 측정하였다. 계산에 이용한 자료는 실험으로 측정한 크랭크 각도에 따른 연소실의 압력, 흡입공기와 연료유량, 흡입공기 온도, 냉각수 온도와 배출가스 온도 등이다. 이를 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였으며 각 과정에서의 손실 일은 연소과정에서 가장 크며 팽창과정, 배출과정, 압축과정 및 흡입과정 순으로 크게 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제8권2호
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• pp.42-47
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• 2004

변형률이 대향류 화염의 구조에 미치는 영향을 조사하기 위해, 무중력상태에서의 축대칭 메탄-공기 대향류화염의 시뮬레이션을 수행하였다. 질소와 메탄의 혼합물인 연료 중 메탄의 몰분율 Xm= 20, 50, $80\%$와 각 몰분율당 변형률 ag= 20, 60, 90 $s^{-1}$에 대한 화염형태와 온도 및 축방항 속도의 분포를 비교하였다. 온도와 축방항 속도 분포가 1차원 화염코드인 OPPDIF의 결과와 잘 일치하였다. 또 축대칭 시물레이션을 통해, 변형률이 증가하면 화염이 반경방향으로 늘어나 화염의 반경은 증가하고 두께가 감소함을 확인하였다.