• Explosives and Blasting
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• v.21 no.1
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• pp.85-94
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• 2003

발파후에 2차연소 또는 폭발(이하, 2차연소라 한다. )이 일어났다는 사실은 폭약이 폭발후에 어떤 가연성가스가 발생하고 그 가연성가스가 잔존하는 폭발열 또는 기타의 점화원에 의해 연소되었음을 의미한다. 폭약이 폭발하였을 때, 발생 가능한 가연성물질은 유리탄소, 일산화탄소, 수소 등으로 추정할 수 있는데 실험결과에서는 가연성물질의 주성분이 수소인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 에멀존계 함수폭약이 산소평형, 알루미늄함량, 알루미늄형태와 크기 그리고 포장지의 두께에 따라 수소가 발생되는 양을 가스크로마토그라피를 이용하여 측정하였다. 상기의 열거한 요인들은 모두 수소발생량과 관계가 있는데, 이중에서도 가장 중요한 요인은 산소평형과 알루미늄의 함량인 것으로 나타났다. 한 예로 알루미늄이 15%가 포함되고 산소평형이 -10인 에멀존계 함수폭약은 폭발후에 19.4%의 수소를 함유하고 있는 후가스를 발생시켰으며 이 가스를 포집하여 공기중에 방출시키면서 성냥불을 가까이 하였더니 연소가 되었다. 따라서 에너지를 높이기 위하여 알루미늄의 함량을 높이고 산소평형을 지나치게 마이너스로 설계한다면, 2차연소는 언제든지 발생할 가능성이 있다고 판단된다. 알루미늄의 함량을 가능한 적게, 산소평형을 가능한 0에 가깝게 설계해야 만이 2차연소 현상을 방지할 수 있을 것이며 ㄸ한 최적의 설계뿐만이 아니라 정확한 제조와 품질검사도 2차연소 현상을 방지하는데 중요한 몫을 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.548-553
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• 2011

The device for studying combustion characteristic of aluminum powder and water was developed. The device has ability to adjust temperature, pressure, and equivalent ratio to some specified value which effect on combustion characteristic of aluminum and water mixture. Methane combustor, water supply device, aluminum powder feeder, and linear combustor are assembled to aluminum combustion test device. Each device has the ability to supply matter to combustor on steady and quantitatively controlled manner and test sequence specified by user can be automatically controlled. The combustion of aluminum powder was observed when integrated device was operated normally.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.460-466
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• 2010

단일 알루미늄의 연소 모델을 사용하여 알루미늄 분말의 점화 과정에 대한 전산유체 해석 기법을 개발하였다. 유동의 계산은 Reynolds averaged Navier-Stokes식을 사용하였으며, $k-{\epsilon}$ 난류모델을 적용하였다. 입자는 Eulerian-Lagrangian 방법을 사용하여 유동과 독립적으로 계산을 수행하였으며 상용 전산유체해석 프로그램인 Fluent 6.3을 사용하여 해석을 수행하였다. 단일 모델에서 사용한 대류 및 복사 열전달, 표면이상반응, 알루미늄의 용융열을 입자 가열원으로 고려하였다. 같은 조건을 사용하여 단일 입자 모델 계산과 전산유체해석을 수행하였으며, 두 결과는 5% 이내로 잘 일치 하였다. 이를 통해 전산유체해석에서 알루미늄의 점화를 모사할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.476-482
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• 2010

알루미늄은 많은 이점에도 불구하고 표면의 높은 용융점을 가지는 산화 피막 효과로 인해 원활하게 점화와 연소 반응이 일어나지 못하는 단점이 있다. 그런데 산화피막을 제거하는 방법은 매우 복잡하며 용이하지 않으므로 본 연구에서는 연소율은 압력에 비례한다는 원리를 이용하여 접근하였다. 연소 속도의 압력에 따른 민감도를 알기 위해 압력 용기를 설계하였고 아르곤 가스를 이용하여 80nm의 알루미늄 분말과 산화제인 증류수의 혼합물을 3, 5, 10 기압의 압력 조건에 따른 연소속도의 변화를 측정하고 해외의 연구와 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.450-459
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• 2010

고체추진제의 첨가제 또는 연료로써 주로 사용되는 알루미늄 단일 입자 연소시험 장비를 제작하고 연소 실험을 수행하였다. 산화 알루미늄으로 피복된 금속입자는 약 30~100 ${\mu}m$의 크기를 사용하였다. 단일 입자는 Electrodynamic Balance (EDB) 방법에 의해 공중 부양된 상태로, 중력에 의한 영향이 배제되어 금속입자 고정용 또는 측정용 장치들의 접촉에 의한 열손실을 제거시켜 실험 정확도를 높였다. Standard Hyperbolic Electrodynamic Levitator (SHEL) 내에서 부양된 입자에 $CO_2$ 레이저를 사용하여 점화시킨 후, 입자로부터 방사되는 열복사를 이용한 two wavelength pyrometry를 적용하여 알루미늄 입자 크기에 따른 연소시간, 평균 화염온도, 점화온도, 점화시간을 획득하였으며, 단일 알루미늄 입자의 점화-연소특성을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.157-162
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• 2012

The basic study for combustion characteristics of micron-sized aluminum powder with water suspension was carried out. Under atmospheric pressure, the combustion characteristics of aluminum powder with water suspension was studied by adjust the equivalent ratio and the density of a mixture which effect on burning rate. Based on atmospheric pressure's result, the device for the combustion characteristics of aluminum powder with water suspension under high-pressure environment was developed. In the pressure range from 2 to 50 atm the effect of pressure to burning rate was same as the case of nano-aluminum with water suspension, but the pressure range from 50 to 70 atm the sharp increase in burning rate was observed. In the experiment of varying the equivalence ratio, the combustion did not proceed in the condition of excess oxidizer (eq = 1.5).

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.489-494
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• 2017

This paper describes the combustion characteristics of aluminized paraffin fuel on the contents of micron-sized aluminum particles with nominal diameters of $8{\mu}m$. Aluminized paraffin fuels with mixture ratio of aluminum 0 wt%, 5 wt% and 10 wt% as fuel and GOx(Gaseous Oxygen) as oxidizer were used to perform the experiments. The experimental investigations were performed on the regression rate, the chamber pressure and the combustion efficiency. Increasing a content of micron-sized aluminum particles, the results of regression rate, chamber pressure and combustion efficiency show minor increase compared to those without particles.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.15-25
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• 2011

One dimensional combustion modeling of aluminum combustion behavior is proposed. Combustion model is assumed that region consists as follows ; preheat, reaction, post reaction region. Flame speed as a function of particle size, equivalence ratio for unitary particles and fraction ratio of micro to nano particle size for binary particles were investigated for lean burn condition at 1 atm. Results were compared with experimental data. For unitary particles, flame speed increase as particle size decreases, but opposite trend with equivalence ratio. For binary particles, flame speed increases proportionally as nano particle fraction increases. For flame structure, separated or overlapping flames are observed, depending on the fraction of nano sized particles.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.472-475
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• 2010

Theoretical consideration on the combustion behavior of nano-aluminum and water mixture was conducted. The regions are divided into; 1)water+aluminum 2)steam+aluminum 3)reaction zone. Latent heat of vaporization was considered as a function of pressure in case of phase change of water. Also, pressure exponent was studied of various sized nano particles within the range of 0.1MPa ~ 10MPa.

• Fire Science and Engineering
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• v.24 no.2
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• pp.89-96
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• 2010

In this research, exterior material combustion experiment was really tested to evaluate fire risks of aluminium complex panel which is used a lot for building exterior material. As a result, We saw fast fire spreading of aluminium complex panel. The reason is polyethylene in aluminum complex panel combust spreading fast fire flame vertically. In this test, the highest heat release rate of aluminum complex panel was 1,144 kW and surface temperature which is measured by thermocouple went up to more than $903.3^{\circ}C$, that temperature is quite a higher than $660^{\circ}C$ which is aluminum melting temperature. So, fire of aluminum complex panel can be evaluated to give us severe damage both by fast fire spreading vertically and by fire spreading through openings internally. These results from real experiment will be able to use to predict fire spreading of aluminum complex panel by comparing to modeling materialization of aluminum complex panel in the future.