• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.3
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• pp.17-24
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• 2016

The reacting flows of gaseous hydrogen/liquid oxygen 2D coaxial shear injector with varying recess length are numerically analyzed. The standard ${\kappa}-e$ model and laminar flamelet model are adopted for the steady turbulent combustion with the ideal and real gas equations. As the recess length increases, the recirculating region in the combustion chamber expands and the vorticity is intensified. Also, the variations of temperature, products, and pressure are strongly related to the recess length. The results show that an efficient combustor can be obtained by the introduction of the recessed injector.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.60-75
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• 2005

천연가스차량이 배출하는 미연 탄화수소 중 약 80%이상이 메탄으로 구성 되어있다. 메탄은 그 자체로 유독성 물질은 아니지만 이산화탄소와 더불어 지구온난화를 유발하는 온실가스로 향후 강력한 규제가 예상되는 물질로 이를 저감하는 기술 개발이 이루어져야하나 연료 특성상 이를 줄이는데 어려움이 있다. 최근 연구에 의하면 천연가스엔진에 수소를 일정량(15%이상) 첨가할 경우 배출가스 및 성능 이 상당량 개선되는 결과를 보이고 있다. 이는 종래 천연가스 연소의 문제점인 지연된 화염 전파 속도를 수소 연료를 첨가함에 따라 화염 전파속도를 촉진시켜 적정한 연소를 야기 시켜 미연탄화수소 배출이 줄어들고 열효율도 향상되는 결과를 보이고 있다. 이와 같이 수소와 천연가스연료의 각각의 장점을 활용한 Hy-thane 엔진을 개발할 경우 무공해엔진에 근접한 초 저공해 동력장치 개발이 가능하며 이에 대한 상용화 측면에서 산업용 발전기, GEHP, 차량용 엔진 등 활용도가 크기 때문에 그 개발이 절실히 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 과제에서는 이중연료를 사용하는 수소-천연가스 기관을 개발하고 이를 효과적으로 제어할 수 있는 제어시스템을 개발하여, 기관효율 향상과 배기가스저감을 이루었다.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2022.10a
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• pp.290-291
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• 2022

본 논문에서는 우리나라 2030년 국가 온실가스 감축목표(NDC*, 291백만톤 감축)달성 및 2050년 탄소중립 목표 달성을 위해 필연적으로 수반되는 천연가스 내 수소 혼입에 따른 안전성확보 방안과 수소혼입에 따른 국민 불안감 해소 및 수용성 제고를 위한 대안을 제시하고, 해외 사례를 연구 하였다. 탄소중립은 온실가스(이산화탄소 등)의 배출량을 최대한 줄이고, 남은 온실가스를 흡수, 제거해서 실질적인 배출량이 "0"이 되는 것을 의미하고, 수소혼입은 도시가스의 주성분인 메탄 연소시 발생하는 CO₂를 최소화하기 위해 수소(H₂)를 도시가스에 일정비율 혼합하는 것을 말한다. 본 연구에서는 수소 혼입 시 우려되는 수소취성 및 배관내구성 문제와 수소 특성인 작은 입자로 인한 누출 위험성, 고층에서 메탄과 수소가 분리되는 현상 등에 따른 문제를 도출하고 이에 대한 안전관리 방안도 함께 제시하였다. 또한, 도시가스 배관에 수소 혼입시 천연가스 대체를 통한 온실가스 감축 및 기존 배관망 사용을 통한 경제성 분석결과와 국가 온실가스 감축에 어느 정도 기영할 수 있는지도 함께 기술하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.5
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• pp.78-84
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• 2007

In the regeneratively cooled combustion chambers of liquid rocket engine using hydrocarbon fuels, coking occurs as the wall temperature increases which results in compounds deposition on the wall of cooling channels. This phenomenon reduces cooling capability of the coolant which finally causes damage to the combustor by overheating of the chamber wall. In this paper, experiment results using an electrical heating equipment to simulate the regeneratively cooled channel are introduced and based on the results the compatibility of copper alloy with hydrocarbon fuel Jet A-1 is investigated.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.12
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• pp.41-46
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• 2018

In this research, numerical analysis was performed to determine the effects of hydrogen on biogas combustion for homogeneous charged compression ignition (HCCI) engines. The target engine specifications were a 2300cc displacement volume, 13:1 compression ratio, 15kW of electricity, and 1.2 bar boost pressure. The engine speed was fixed to 1800rpm. By varying the excess air ratio and hydrogen contents, the cylinder pressure, nitric oxide, and carbon dioxide were measured as a function of the hydrogen contents. According to preliminary studies related to the reaction mechanism for methane combustion and oxidation, a GRI 3.0 mechanism as the base mechanism was selected for HCCI combustion calculations describing the detailed reaction mechanism. By adding hydrogen, NO was increased while $CO_2$ was decreased. The cylinder pressure was also increased, having advanced timing for the maximum cylinder pressure and pressure rise region. Furthermore, lean operation limits were extended by adding hydrogen to the HCCI engine.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.05b
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• pp.271-272
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• 2003

다환방향족 탄화수소(PAHs)는 도시 대기입자상물질 중에 광범위하게 존재하고 있으며 그들의 발암성 및 변이성으로 인하여 건강과 관련하여 많은 주목을 받고 있다(Kado et at., 1996; Nielsen et al., 1996; Kao, 1994; Manzie et al., 1994). 다환방향족 탄화수소는 탄소나 수소를 함유한 유기물질의 불완전연소나 열분해에 의해서 생성된다. 연소과정에서 배출되는 다환방향족 탄화수소는 배출원에서 초기에 가스상태로 배출되나 상당량은 대기중의 입자상물질에 흡착된다. 산불이나 화산 등에서도 다환방향족 탄화수소에 기여하나 대기로 유입되는 대부분은 인위적인 배출원에서 배출된다. (중략)

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.14 no.3
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• pp.276-282
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• 2003

A hydrogen enriched CNG engine can be stably operated at ultra lean condition and reduce emission extremely. It also has advantage to increase gradually the use of hydrogen for the coming hydrogen-energy age. In this studies, the combustion and emission characteristics of heavy-duty hydrogen-CNG engine were investigated to verify the enhancement of performance by enriched hydrogen into natural gas. The results showed that a hydrogen-CNG engine could achieve ultra lean operation and low emission, while power was reduced by the decrease of intake air flow.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.89-92
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• 2006

수소에너지는 화석연료 사용의 증가로 인한 환경오염 및 자원고갈의 문제점을 해결해 줄 수 있는 미래의 청정한 에너지이다. 현재 주 에너지원인 화석연료의 사용에 의하여 배출된 오염물질이 지구온난화와 같은 문제점들을 일으킨다. 이러한 문제점들을 없애줄 수 있는 대안 중 하나가 수소에너지이다. 수소에너지는 자원이 풍부하며 연소시에 오염물질이 배출되지 않는 장점이 있다. 수소에너지는 수소를 연소시켜서 얻는 에너지로써, 수소를 태우면 같은 무게의 가솔린 보다 3배나 많은 에너지를 방출한다. 수소를 생산하는 방법 중 가장 이상적인 방법은 물을 분해하는 방법이다. 그러나 이 방법은 수소를 대량으로 생산하기에는 아직 기술에 대한 확보가 되어있질 않으며, 경제성도 떨어진다는 단점이 있다. 현재 많이 쓰이는 방법 중 탄화수소류의 메탄을 수증기 개질하는 방법이 있다. 메탄 수증기 개질방법은 환경오염물질인 CO나 $CO_2$를 배출한다는 것과 높은 열원이 필요하다 본 연구에서는 C-H결합에너지가 낮아 메탄보다 분해하기 쉬운 부탄의 직접분해로 수소를 생산하고자 한다. 부탄 직접분해는 환경오염물질인 CO나 $CO_2$가 발생되지 않는 장점이 있다. 부탄 분해반응은 $500{\sim}1100^{\circ}C$의 범위에서 이루어 졌으며, 촉매는 탄소계인 카본블랙을 사용하였고, 촉매의 성능을 비교하기 위하여 열분해반응이 동시에 수행되었다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.6
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• pp.28-36
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• 2018

A study was conducted to apply open-loop control to the combustion instability in a dump combustor using gaseous hydrocarbon fuels. Control power and frequency were varied by employing a loudspeaker under combustion conditions with similar characteristic chemistry times of the fuels. In the case of open-loop control where the frequency was identical to the combustion instability frequency, the open-loop control power affected the control performance. Results obtained from conducted open-loop control tests, where the frequency was different from the combustion instability frequency, show that setting the open-loop control frequency similar to the combustion instability frequency is effective.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.16 no.1
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• pp.8-14
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• 2012

Hydrogen is considered to be the most important future energy carrier in many applications reducing significantly greenhouse gas emissions, but the explosion safety issues associated with hydrogen applications need to be investigated and fully understood to be applicable as the carrier. The risk associated with a explosion depends on an understanding of the impacts of the explosion, particularly the pressure-time history during the explosion. This work provides the effects of explosion parameters, such as specific heat ratio of burned and unburned gas, equilibrium maximum explosion pressure, and burning velocity, on the pressure-time history with flame growth model. The pressure-time history is dominantly depending on the burning velocity and equilibrium maximum explosion pressure of hydrogen-air mixture. The pressure rise rate increase with the burning velocity and equilibrium maximum explosion pressure. The specific heat ratio of unburned gas has more effect on the final explosion pressure increase rate than initial explosion pressure increase rate. However, the specific heat ratio of burned gas has more influence on initial explosion pressure increase rate. The flame speeds are obtained by fitting the experimental data sets. The flame speeds for hydrogen in air based on our experimental data is very low, making a transition from deflagration to detonation in a confined space unlikely under these conditions.