• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.47-52
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• 2005

미립 금속분체에 대한 산업 수요 증가와 함께, 퇴적 금속분의 착화에 의한 화재, 폭발사고가 증가하고 있다. 본 연구에서는 퇴적 금속분체의 화재, 폭발 위험특성을 조사하기 위하여 새로운 실험장치를 개발하였다. 금속분(Mg, Zr, Ta, Ti) 및 PMMA(polymethyl methacrylate)분진을 사용하여, 연소 거동(소염거리, 화염전파속도) 및 화염전파에 미치는 $N_2$ 치환 분위기 농도의 영향 등을 실험적으로 상세히 조사하였다. 실험결과로부터, 퇴적 금속 분체의 화염전파속도는 PMMA보다 크고, 화염전파속도의 퇴적층 두께에 대한 의존성은 작으며, 질소 치환 분위기에서의 Mg의 한계 산소 농도는 3.6-3.7 vol%로 나타났다. 퇴적금속 분체층의 화염전파속도와 소염거리 역수는 높은 상관관계를 가지고 있으며, 이들 연소성 지표에 있어서 상대적인 위험성의 예측이 가능하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권5호
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• pp.405-412
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• 2006

In order to realize a stably propagating flame in a narrow channel, flame instabilities resulting from flame-wall interaction should be avoided. In particular flame quenching is a significant issue in micro combustion devices; quenching is caused either by excessive heat loss or by active radical adsorptions at the wall. In this paper, the relative significance of thermal and chemical effects on flame quenching is examined by means of quenching distance measurement. Emphasis is placed on the effects of surface defect density on flame quenching. To investigate chemical quenching phenomenon, thermally grown silicon oxide plates with well-defined defect distribution were prepared. ion implantation technique was used to control defect density, i.e. the number of oxygen vacancies. It has been found that when the surface temperature is under $300^{\circ}C$, the quenching distance is decreased on account of reduced heat loss; as the surface temperature is increased over $300^{\circ}C$, however, quenching distance is increased despite reduced heat loss effect. Such abberant behavior is caused by heterogeneous surface reactions between active radicals and surface defects. The higher defect density, the larger quenching distance. This result means that chemical quenching is governed by radical adsorption that can be parameterized by oxygen vacancy density on the surface.

• 한국추진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.30-35
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• 2000

$GO_2$/kerosene을 추진제로 하는 로켓엔진 개발에 사용된 swirl-coaxial injector의 점화초기 및 소염시에 발생하는 파손 원인을 규명하고자 실험용 인젝터를 제작하여 추진제간의 운동량비를 1-12 범위에서 변화시켜가며 화염 부상 거리를 실험적으로 측정하였다. 실험에 사용된 인젝터는 kerosene을 인젝터의 중심에서 접선형 선회기를 통하여 분사되도록 하였으며 그 주위로 $GO_2$를 연소실의 축방향에 수평하게 분사되도록 설계하였다. 연소압을 대기압으로 하여 실험하였으며, 캠코더로 촬영된 이미지로부터 화염의 순간상들을 얻어 측정한 후 이를 평균하여 화염부상거리를 구하였다. 본 연구에서는 추진제간의 운동량비 증가에 따라 화염 부상 거리가 증가함을 알 수 있었으며, 추진제간의 운동량비가 과다하게 커지는 경우 분무에 간섭을 일으켜 인젝터 파손의 원인이 됨을 알 수 있었으며, 안정적인 연소시스템 및 인젝터 설계를 위해서는 점화초기 및 소염시 추진제의 공급운동량을 제어할 수 있는 제어시스템이 필수적임을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제20권2호
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• pp.163-169
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• 2011

기관의 구조를 변경하지 않는 상태에서 RM50의 사용 가능성에 대한 결정을 하기 위해 수치해석을 수행하였다. 열발생률을 비교한 결과 기관회전수가 증가할수록 각 연료간의 차이가 감소하였으며, RM50, 가솔린의 순서로 열발생률의 최대치가 높음을 알 수 있었다. 이는 연료의 연소속도의 순서와 동일하였다. 난류연소속도는 RM50이 가장 높으며 난류강도의 곡선은 난류 연소속도 곡선과 비슷한 경향을 보이고 있으며 RM50이 다른 연료에 비해 연소속도가 빠르고 소염거리가 짧으므로 연소실의 온도가 높아 NO 배출물을 증가시키는 요인이 되지만 NO의 화학적 반응 동력학의 영향에 의해 결과적으로 NO 배출물을 감소시킨다. 따라서 RM50 연료의 사용 가능성을 예측할 때는 연료의 저위발열량에 의한 실린더내 온도뿐 만 아니라 연소속도를 포함한 연소특성까지 고려할 필요가 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.776-785
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• 2022

Hydrogen combustion in modern gas-turbine engine is the cutting edge technology as carbon-free energy conversion system. Flashback of hydrogen flame, however, is inevitable and critical specially for premixed hydrogen combustion. Therefore, this experimental investigation is conducted to understand flashback phenomenon in premixed hydrogen combustion. In order to investigate flashback characteristics in premixed hydrogen (H₂)/air flame, we focus on pressure conditions and nozzle shapes. In general, quenching distance reduces as pressure of combustion chamber increases, causing flashback from boundary layer near wall. The flashback regime for reference and modified candidate configurations can broadly appear with increasing combustion chamber pressure. The later one can improve flashback-resist by compensating flow velocity at wall. Also, improved wall flow velocity profile of suggested contraction nozzle prevents entire flashback but causes local flashback at nozzle exit.

• 한국연소학회지
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• 제5권2호
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• pp.63-68
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• 2000

Combustion phenomenon in scale-downed combustor is investigated. As the combustor scale decreases surface to volume ratio increases and chamber size approaches quenching distance. As the combustor scales down surface to volume ratio increases resulting increased heat loss. And this heat loss can affect quenching and instability of the flame. To investigate this effect plastic mini combustor is made. Stoichiometricaly premixed Hydrogen / air gas is used as fuel. Initial chamber pressure and chamber size are varied and the effects are evaluated. Peak pressure decreased with the decrease in chamber height. As initial chamber pressure decreases peak pressure decreases and this change is more important than scale down effect till the chamber height of 1mm. With this result and further information following the experiments design parameter for micro engine can be established.