• 대한환경공학회지
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• 제32권12호
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• pp.1111-1118
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• 2010

비접촉법으로 유동장이나 온도, 화학종 농도의 계측이 가능한 레이저 응용 계측기술은 연소 메카니즘의 해명뿐만 아니라 수치해석 결과의 정당성을 입증하는 수단으로 최근 주목받고 있다. 본 연구에서는 레이저 도플러 유속계와 쉐도우 도플러 입자 분석계를 이용하여 난류 미분탄 화염 내 입자거동에 대하여 관찰하였다. 버너는 여러 광학계측을 용이하게 하기 위하여 대기개방형으로 하였으며, 실험실 규모의 안정된 난류 미분탄화염이 형성 가능한 소형 모델버너를 제작 하였다. 그 결과 미분탄 입자의 평균입경은 연소과정이 진행함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 원인은 다수의 소입경의 미분탄 입자가 휘발분을 방출하여 연소반응에 의해 소실되기 때문이다. 또한 화염 중심부에서 미분탄 입자의 속도장은 입경의 크기에 크게 의존하지 않지만, 화염 외주부에서의 미분탄 입자의 속도장은 입경에 크게 의존하고 있음을 알 수 있다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.5-14
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• 1995

본 연구는 석탄가스화기내의 비반응 유동장에 대한 연구로서, 순수유동장 및 미분탄입자를 포함한 이상유동장에 대한 전산해석을 수행하였다. 가스화기내의 물리적 현상을 기술하는 Navier-Stokes 방정식을 유한차분법에 의하여 해석하고 그 결과를 나타내었다. 특히 선회유동의 영향에 의한 미분탄입자의 거동 및 재순환영역의 특성에 대하여 상세히 고찰하였다. 해석결과에 의하면 가스화기내에서는 몇개의 재순환영역이 형성됨을 알 수 있었다. 비반응유동장의 해석결과이지만, 선회유동은 화염안정화에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 추측되는 결과를 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.892-898
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• 1990

본 연구에서는 소형 연소로에서 단입자 석탄화염을 형성하고 스펙트럼 분석기 를 통하여 순간적으로 입자 발광스펙트럼을 획득하고 이를 컴퓨터에서 분석하는 장치 를 구성하였다. 입자로부터의 발광신호(luminous signature)를 측정하여 연소과정에 서의 복사거동을 파악하여 이로부터 광학적 온도측정을 하는 방법을 보고하다. 본 논문에서는 미분탄 입자 화염의 in-situ측정에 의한 스펙트로스코피 방법을 보고하는 데에 중점이 있으므로 전형적인 화염의 스펙트럼에 의한 자료분석 방법을 제시하였고 화염조건에 따른 결과치의 변화상황은 별도로 보고한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제4권2호
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• pp.178-189
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• 1994

$BaTiO_3$ 미분말은 여러종류의 0.05 M 출발용액으로부터 초음파 분무 열분해법으로 합성하였다. 이때, 유속은 0.5 cm/sec, 저온로는 $300^{\circ}C$, 고온로는$700^{\circ}C$로 고정하였다. 입자의 형성과정은 반응 단계별로 포집된 분말을 SEM으로 직접 관찰하였고 또한, 반응기내에서의 입자의 거동을 이론적으올 고찰하고자 하였다. 순수한 $BaTiO_3$ 미분말은 출발용액이 nitrate aqueous solution인 경우에 합성이 가능하였다. 합성된 미분말은 19.1 nm의 일차입자들로 구성된 porous한 약 $0.42 {mu}m$크기의 구형의 이차임자였다. 형성과정은 건조단계에서 입자의 크기가 감소한 후 열분해 초기단계에서 증가하고 반응이 진행됨에 따라 점차 다시 감소하여 최종 $0.42 {mu}m$의 고화된 입자로 되었고 입도분포는 반응이 진행됨에 따라 점차 넓어졌다. 또한, 반응기내에서 입자들의 이론적 거동은 반응기 중심쪽으로 향하여 진행된다.

• 한국가스학회지
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• 제13권5호
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• pp.7-14
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• 2009

본 연구는 석탄화력발전소 노의 연소효율 향상을 위하여 미분탄 수송배관의 공기-입자 유동장의 압력손실 특성을 분석하여 미분탄 수송장치 내에 설치되어 유량을 제어하는 오리피스의 설계에 적용하고자 하는 것이다. 통상의 미분탄 수송배관장치는 관의 형태에 따라 직선관, 곡선관 및 엘보우로 구성된다. 본 연구에서는 공기유동과 입자운동의 상호작용 해석을 통하여 직선관과 곡선관을 갖는 미분탄 수송배관장치 내의 압력손실을 분석하였다. 총 압력손실은 공기-미분탄 입자의 마찰 손실 증가와 배관의 길이, 곡선관 각도의 증가에 따라 증가하는 것으로 확인되었다. 연구결과로 압력손실과 유량제어를 위한 최적화된 오리피스 설계 프로그램이 개발되었으며 그 계산 결과를 기존의 실험결과와 비교, 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권3호
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• pp.259-267
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• 2010

본 연구는 아역청탄의 미분탄 연소특성에 있어서, 입자크기가 미치는 영향을 알고자 실험을 통해 고찰한 것이다. 본 연구를 위하여, 온도 및 온도 상승률을 고려해 볼 때, 실제 미분탄 연소로의 환경을 잘 구현할 수 있는 층류반응기를 설계하고 이용하였다. 크기가 다른 미분탄 입자들이 탈 때 형성되는 화염구조 및 길이를 본 반응기를 이용해 조사하였다. 육안으로 관찰된 화염구조로부터 석탄연소과정들을 분명하게 구분할 수 있었다. 입자의 크기변동은 휘발분 점화개시점에 미치는 영향이 큰 반면, 휘발분의 연소시간에 미치는 영향은 가장 적었다. 입자의 크기가 커질수록 촤의 화염길이도 증가하였다. 화염불안정성 역시 입자가 커짐에 따라 증대되었다. 일정한 체류시간 간격내에서의 촤의 소비율은 거의 일정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.204-210
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• 2016

본 논문에서는 이소 옥탄을 연료로 사용하는 층류 확산 화염에서 불완전 연소의 결과로 발생하는 그을음 입자의 성장 및 산화과정을 조사하였다. 또한, 철 연료첨가제의 그을음 발생 억제 효과를 평가하였다. 광 계측 기술을 이용하여 화염 안 그을음 입자의 탄성 산란 광을 화염의 높이에 따라 계측하고, 미광 보정 과정을 통하여 그을음 입자의 미분 산란 계수를 구하였다. 이 미분 산란 계수를 비교하여, 화염에서 그을음 입자의 성장 및 산화과정을 조사하였는데, 산화과정을 통하여 화염 내의 그을음 양이 감소하는 것을 관찰하였다. 철 연료 첨가제를 첨가한 화염에 대해서 동일한 연구 방법으로 구한 미분 산란 계수가 연료 첨가제가 첨가되지 않은 화염보다 더 작은 값을 보였다. 또한, 화염의 높이에 따라 반경방향으로 투과율을 측정하였는데, 연료 첨가제를 첨가한 연료의 화염은 투과율이 산화영역에서 약 5% 증가하는 것을 관찰하였고, 이는 미분 산란 계수와 동일한 경향을 보였다. 이것은 연료첨가제의 성분이 촉매 역할을 하여 그을음이 산화를 촉진해 화염 안의 그을음 양이 감소한 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.441-444
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• 2008

본 연구에서의 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 모래, 시멘트, 실리카퓸, 석영미분말, 강섬유 및 고성능감수제 등으로 구성되며, 평균입경 약 0.5mm이하의 아주 작은 입자들로 구성된다. 일반적으로 석영미분말는 일정크기 이상의 공극을 메움으로써 물리적 성능개선의 효과가 있으며 또한 높은 $SiO_2$함량을 가지므로 고온 또는 고압의 양생조건에서 시멘트 수화물과의 화학반응을 통해서도 성능 향상효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 상압, $90^{\circ}C$ 증기양생 조건에서 석영미분말의 입자크기가 초고성능 콘크리트의 역학적 특성에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아보고자 하였으며, 평가항목으로는 굳지 않은 상태에서의 유동성과 굳은 상태에서의 압축강도, 극한변형률, 탄성계수 및 휨강도를 평가하였다. 석영미분말의 입경크기의 영향은 약 $2{\mu}m$에서 $26{\mu}m$까지의 범위에서 고려하였으며, 입경 크기가 작을수록 유동성 및 강도특성이 모두 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.50-55
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• 1995

향상되어진 93-PCGC-2는 기존의 PCGC-2와 같이 미분탄 연소를 포함하는 다양한 반응성흐름과 비반응성 흐름을 설명하기 위해 2차원 정상상태 모델로 제시되어 졌다. 93-PCGC-2는 실린더형의 축 대칭계에 응용되어질 수 있고, 난류(Turbulence)는 유체역학식과 연소기구 양쪽을 위해 고려되어졌으며, 불연속 세로좌표 방법(Discrete Ordinates Method)을 이용하여 기체, 벽 및 입자들로부터의 복사열(Radiation)을 모사하였다. 입자상은 입자 무리들의 평균 경로들을 따라 해석하는 Lagrangian계의 해석법으로 모델화되어졌다. 석탄의 팽윤(Swelling)과 촤의 반응성에 관한 부모델과 더불어 새롭게 일반화된 석탄 탈휘발화 부모델 (FG-DVC)도 첨가되어졌다. 비균일 반응기구는 확산과 화학반응 둘 모두를 고려하였다. 주요 기상반응은 국부 순간 평형을 가정하여 모델화하였다. 그래서 반응속도는 혼합의 난류속도에 의해 제한되어진다. Thermal NOx과 Fuel NOx의 유한속도 화학론(Finite Rate Chemstry)에 대한 부모델은 화학반응속도론와 난류성의 통계치를 통합하여 만들어져 있다. 기상은 반복적인 line-by-line기교에 의해 풀려지는 elliptic partial differential equation으로 묘사되어진다. 수치적인 안정을 고려하기 위해 under-relaxation이 이용되어졌다. 이렇게 코드화된 93-PCGC-2는 연소를 위해 모사되어졌다. 또한 더 나아가 이 수치모델의 활용범위는 미분탄의 가스화에도 활용되어질 것으로 기대되어진다.

• 에너지공학
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• 제1권1호
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• pp.76-86
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• 1992

현존하는 미분탄 연소로의 난류 유동장 및 반응을 해석하는 3차원 모델을 제안하였다. 미분탄 불균일 반응, 휘발, 복사 및 서로 다른 방향에서 유입되는 1차 공기와 2차 공기의 혼합, 열 손실 등의 연소로 내에서 일어날 수 있는 제반 현상을 종합적으로 고려하여 비선형 미분 방정식을 세우고 유한 미분법을 적용하여 연소 현상을 묘사하였다. 본 연구에서 제안한 모델을 이용하여 연소로 내에서의 미분탄 연소 거동을 예측하고 연소 효율에 중요한 영향을 미치는 1차 공기와 2차 공기의 주입 속도와 석탄입자크기가 연소 거동에 미치는 영향을 살펴보았다.