• 한국추진공학회지
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• 제5권4호
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• pp.83-93
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• 2001

본 연구에서는 화염의 안정화를 위하여 사용되는 선회류 발생 장치의 베인에 작은 스케일의 난류를 발생시킬 수 있는 난류 발생기를 장착하여 연료와 흡입공기의 혼합을 촉진시키고, 연소와 온도의 균일도를 향상시키기 의한 실험적 검토를 행하였다. 실험에서는 내부 혼합용 이유체 분사노즐 사용하여 등유를 분사시킨 후 연료와 흡입공기의 혼합과 연소 현상을 관측하였다. 난류발생기는 베인 각도에 따른 베인과 베인 사이의 각 단면의 면적을 계산하여 그 유로단면의 면적에 대한 비율로서 난류발생기의 면적을 결정하여 선회기를 통과하는 유로 단면적의 각각 0%, 3%, 7%, 12%에 해당하는 면적의 난류 발생기를 제작하여 선회기 출구 베인의 끝단에 설치하였다. 실용 연소기의 구조를 어느 정도 단순화한 환형 연소기에서의 농도분포, 화염구조 및 온도분포를 조사하여 효과적인 연소기내의 연소제어에 사용하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권4호
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• pp.33-42
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• 2014

이중선회 연소기에서 다양한 화염거동과 파일럿 화염과 주 화염의 상호작용에 관한 연구가 수행되었다. 주 선회각이 $45^{\circ}$로 고정된 상태에서 파일럿 선회각도, 총 열 발생률 그리고 주 화염의 당량비가 주요 변수로 검토되었다. 주요한 결과로써, 이중선회 연소기의 상세한 화염안정화 영역이 총 발열량과 주화염의 당량비 변화를 통해 발생되는 5가지 화염모드를 통해 확인되었다. 파일럿 화염의 선회각도는 파일럿 화염의 위치 및 연소기 전체의 유동구조에 가장 큰 영향을 미치게 되며, 그 결과 내부 및 외부 화염간의 상호작용의 큰 변화를 가져온다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권5호
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• pp.343-348
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• 2009

The present study has experimentally investigated the effects of $CO_2$ diluted oxygen on the structure of swirl-stabilized flame in a lab-scale combustor. The methane fuel and oxidant mixture gas ($CO_2$ and $O_2$) were mixed in a pre-mixer and introduced to the combustor through different degrees of swirl vanes. The flame characteristics were examined for various amount of carbon dioxide addition to the methane fuel and various swirl strengths. The effects of carbon dioxide addition and swirl intensity on the combustion characteristics of pre-mixed methane flames were examined using chemiluminescence techniques to provide information about flow field. The results show that the hot combustion zone increases at the upstream reaction zone because of an increase in the recirculation flow for an increase in swirl intensity. The hot combustion zone is also increased at the downstream zone by recirculation flow because of an increase in swirl intensity which results in higher centrifugal force. The OH and CH radical intensities of reaction zone decrease with carbon dioxide addition because the carbon dioxide plays a role of diluted gas in the reaction zone.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.1979-1983
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• 2008

The effects of carbon dioxide addition to oxygen have been investigated with swirl-stabilized premixed methane flame in a laboratory-scale pre-mixed combustor. The methane fuel and oxydant mixture gas ($CO_2$ and $O_2$) were mixed in a pre-mixer and introduced to the combustor through different degrees of swirl vanes. The flame characteristics were examined for different amount of carbon dioxide addition to the methane fuel and different swirl strengths. The effects of carbon dioxide addition and swirl intensity on the combustion characteristics of pre-mixed methane flames were examined using chemiluminescence techniques to provide information about flow field. The results show that the flame area increases at upstream of reaction zone because of increase in recirculation flow for increase in swirl intensity. The flame area is also increased at the downstream zone by recirculation flow because of increase in swirl intensity which results in higher centrifugal force. The OH and CH radical intensity of reaction zone decrease with carbon dioxide addition because the carbon dioxide plays a role of dilution gas in the reaction zone.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.561-569
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• 2010

The present study deals with experimental investigations on the syngas-oxygen combustion characteristics of a swirl-stabilized premixed flame in a 10 kW combustor. The effect of hydrogen in syngas has been investigated with different swirl angles to identify the role of hydrogen and swirl strength on the flame stability and CO emissions. The results show that hydrogen addition extended the blowout limit while narrowing the flashback limit. The dependence of blowout on the swirl angle is negligible while the dependence of flashback on the swirl angle is evidenced by two regimes depending on the amount of hydrogen. CO emission is decreased with increasing excess $O_2$ supply or increasing hydrogen content. Chemiluminescence diagnostics is utilized to provide information on the structure of a swirl-stabilized premixed flame. The OH chemiluminescence intensity is more concentrated near the burner exit with an increase in the hydrogen content, which results from high reactivity of hydrogen.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.40-49
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• 2016

본 연구의 목적은 저선회 모델 연소기에서 저선회 연소의 특성을 확인하는 것이다. 이를 위해 선회각도에 따른 화염의 형상 및 안정화 영역, 배기성능에 대한 평가가 실험적으로 수행되었다. 저선회 연소의 큰 특징은 화염이 부상되어 존재하게 되는데, 이러한 부상화염은 확대유동과 예혼합 화염의 전파특성이 절묘하게 결합되어 발생하게 된다. 본 연소기에서 이러한 부상화염의 특징을 속도 유동장을 통하여 확인하였으며 화염을 가시화하여 나타내었다. 가시화된 화염은 열용량과 당량비에 따라 분류하였다. 선회각도의 변화에 따른 연구를 통해 선회각도만으로도 희박 가연한계를 확장시킬 수 있음을 보였다. 또한 선회각도가 증가할수록 혼합이 향상되고 체류시간이 짧아져 NOx와 CO의 배출이 감소되는 것으로 확인되었다.

• 한국연소학회지
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• 제3권2호
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• pp.13-27
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• 1998

The optimization of frontal device including fuel nozzle and swirler is required to secure the mixing of fuel and air and the combustion stability leading the reduction of pollutant emissions and the increase of combustion efficiency in gas turbine combustor. The effects of injection nozzle and swirler on the flow field, spray characteristics and consequently the combustion stability, were experimentally investigated by measuring the velocity field, droplet sizes of fuel spray, lean combustion limit and the temperature field in the main combustion region. Flow fields and spray characteristics were measured with APV(Adaptive Phase Doppler Velocimetry) under atmospheric condition using kerosine fuel. Temperatures were measured by Pt-Pt13%Rh, R-type thermocouple which was 0.2mm thick. Spray and flame was visualized by ICCD(Intensified Charge Coupled Device) camera. It was found that the dual swirler resulted in the biggest recirculation zone with the highest reverse flow velocity at the central region, which lead the most stable combustion. The various combustion characteristics were observed as a function of the geometries of injector and swirler, that gave a tip for the better design of gas turbine combustor.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1669-1678
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• 1990

본 연구에서는 다중선회연소기의 원리에 기초하여 연료와 산화제의 접촉면적 및 혼합속도를 증가시킴으로써 연소부하의 증대 및 연소효율의 향상효과를 얻을 수 있 는 새로운 연소방식을 개발하기 위한 시도로서 속도차가 있는 동축의 두 공기분류 사 이의 전단층에 기체연료를 분출시켜서 형성되는 난류확산 화염에 관하여 유동장의 성 상이 화염안정한계 및 화염구조에 미치는 영향을 조사하여 실용연소기의 유도장제어 및 고부하연소기설계를 위한 기초자료를 얻는데 목적이 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권4호
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• pp.413-418
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• 2012

본 연구에서는 VIStA (Vortex Inertial Staged Air) 버너를 개조하여 관류보일러에 적용하였다. 2차 공기를 노즐을 통해 공급하던 원형과 달리 선회기를 통해 공급함으로써 화염을 안정화하고 일산화탄소(CO)의 발생량을 저감하였다. 그러나, 이러한 개조과정에서 질소산화물(NOx)의 발생이 증가하는 문제가 발생하였다. CO와 NOx 발생량을 함께 제어하기 위하여 본 연구에서는 화염분할을 적용하였다. VIStA 버너는 2개의 연소실이 있고 각각의 연소실에 공급되는 공기량을 댐퍼로 조절하며 3가지 종류의 화염분할 장치를 설계, 장착하여 공기비, 연소부하에 따른 연소 특성을 파악하였다. 화염분할을 통하여 CO 농도 증가는 10 ppm 이내로 유지하면서 NOx의 발생량은 25%까지 저감하는 결과를 얻었다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권5호
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• pp.35-41
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• 2014

The wood pellet, which is one of the woody biomass energy, has very high economic efficiency and combustion efficiency during their combustion. The existing pellet burner have many problems such as low combustion efficiency, flame stabilization, ash problem and ignition time etc. We developed cyclonic wood pellet burner aim to 20,000kcal/hr boiler and measured temperature profiles and exhaust gases in order to investigate the flame stability and optimum combustion condition at any air flow conditions. As results, we confirmed the reappearance and the isotropy of the experimental results in the burner. At the first air flow inlet condition of excess air ratio ${\alpha}=0.02$, second air flow $490{\ell}/min$ had the best combustion condition when pellet supplied 30g. This result means that we need much air supply only for the swirling of second air flow. So we tested various second air flux at first air excess air ratio ${\alpha}=0.7$ condition. At this condition, we could find out that we don't need much second air and total air flux compared to the former condition. We will continuously test this work of air flow distribution, and swirl effect of first air flow, and ash elimination.