• 제목/요약/키워드: 연료공기당량비

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연료전지용 분리판의 리브 높이 변화에 따른 응답성 변화에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Transient Response According to Variation of Rib Height at Fuel Cell Plate)

  • 남기훈;윤성호;한성호;최남현;최영돈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권11호
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    • pp.1009-1014
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    • 2013
  • 본 연구는 연료전지 공기극에서 리브의 높이를 변화시켰을 때, 이에 따른 응답성과 성능의 변화를 평가하였다. 전류 밀도의 순간적인 변화에 따른 과도 상태의 전압 신호를 분석하기 위해 당량비와 상대습도가 일정한 상태에서 연료전지의 주 작동 전압 구간인 0.5V~0.7V의 범위에서 전류 밀도를 $0.8A/cm^2$에서 $1.0A/cm^2$으로 변화를 주어 응답성을 분석하였고, 체결압력을 1.5MPa, 2.0Mpa로 다르게 했을 경우 언더슈트의 정도를 확인하였다. $100{\mu}m$의 리브 높이를 변화시킨 채널의 경우, 1.5MPa의 체결압에서 기존의 경우에 비해 빠르게 안정적인 상태에 도달했으며 최대 언더슈트 전압값이 낮게 측정되었다. 하지만 성능은 접촉 저항의 증가로 인해 기존의 분리판에 비해 낮은 값을 나타냈다.

공기밸브형 맥동연소기의 동적 특성에 관한 실험적 연구 (An experimental study on the dynamic behavior in an aero-valved pulsating combustor)

  • 임광열;최병륜;오상헌
    • 대한기계학회논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.846-855
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    • 1987
  • 본 연구에서는 실용적 설계및 이론해석에 필요한 동적 거동에 관한 현상규명 및 기초자료를 제공하기위해, 기하학적 형상변화에 따른 맥동연소의 안정성 및 흡입공 기량의 측정을 통한당량비의 범위를 관찰하고, 연소실과 배기관, 공기유입관, 연료노 즐실에서의 압력을 각각 동시측정해서 동적거동에 관해 고찰하고, 작동주파수에 관한 간단한 실험식의 확립과 추력성능에 관한 실험을 행했다.

GE 7FA+e DLN-2.6 연소기를 모사한 모형 가스터빈 연소기의 연소불안정 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Investigation of Combustion Characteristics in a Model Combustor by Reproduction of GE 7FA+e DLN-2.6 Gas Turbine)

  • 김민기;이장수;박성순;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.231-235
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 실제로 서인천 발전본부에서 운용하고 있는 GE 7FA+e DLN 2.6 가스터빈 연소기의 연소특성과 배기배출물에 대한 제어 연구를 소개하고 모형 가스터빈 연소기의 연소동특성 및 연소불안정 현상을 확인하고자 한다. 모형 연료노즐은 실제의 1/3 크기로 상사하여 제작되었고, 실제 노즐과 동일한 각도의 2단 스월러(swirl vane)를 가지고 있다. Plenum과 연소기의 형상은 실 가스터빈과 유사한 음향학적 특성을 가질 수 있도록 설계되었고 실험은 공기온도, 노즐출구 속도, 당량비, 연소실 길이를 변수로 이루어졌으며, 그 결과 연소실의 연소불안정 mode는 각각의 실험 변수에 따라서 연소실의 공진주파수의 영향, 연소온도와 공기-연료 혼합기 분포에 의해서 mode가 전이되는 현상을 확인하였다.

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개구부의 기하학적 형상이 구획실의 연료-공기 혼합특성 및 백드래프트 거동에 미치는 영향 (Geometric Effects of Compartment Opening on Fuel-Air Mixing and Backdraft Behavior)

  • 하수임;오창보
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권1호
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    • pp.30-38
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    • 2019
  • 메탄 연료성분이 가득 찬 축소 구획실을 대상으로 개구부에서 유입된 공기와 내부 연료의 혼합특성과 백드래프트 발생특성을 규명하기 위해 대와동모사를 수행하였다. 통상의 문 형태(Door)와 가로 형태의 문이 벽면 상단($Slot_U$), 중단($Slot_M$) 및 하단($Slot_L$)에 있는 구획실의 4가지 개구부 조건들에 대해서 검토를 수행하였다. 점화원이 없을 경우 구획실 내부로 유입되는 산소의 양과 외부로 유출되는 연료의 양은 Door > $Slot_U$ ~ $Slot_M$ > $Slot_L$의 순서로 크지만 $Slot_U$의 경우가 구획실 내부에서 연료와 산소가 전체적으로 가장 잘 혼합되었고 $Slot_L$의 경우에는 연료와 산소가 층을 이루어 혼합이 가장 잘 이루어지지 않는 것으로 나타났다. 구획실 내 산소량과 연료량으로 정의되는 총괄당량비는 구획실에서 발생하는 백드래프트의 강도와 잘 연관되지 않음을 확인하였다. 백드래프트 발생 시의 구획실 내부의 최고 압력은 혼합이 가장 잘 이루어진 $Slot_U$가 가장 높게 나타났으며 $Slot_L$의 경우에는 압력상승이 낮아 백드래프트가 발생하지 않았다. 백드래프트 발생 시 Door와 $Slot_M$ 조건에서의 최고 압력값은 $Slot_U$ 다음 순서로 나타났으며, 각 조건들의 최고압력은 백드래프트 발생순간까지의 총 열발생량과 잘 연관되어 설명될 수 있었다.

가동조건 변화에 따른 순산소 마일드 연소 형성 연구 (Formation of Oxy-Fuel MILD Combustion under Different Operating Conditions)

  • 이필형;황상순
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권9호
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    • pp.577-587
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    • 2016
  • 순산소 마일드 연소는 공기를 사용하는 연소에 비하여 열효율 및 연소안정성이 높고 배기가스 배출량이 낮아 유망한 연소기술 중 하나로 알려져 있지만 마일드 화염의 형성에는 아직까지 많은 어려움이 있는 실정이다. 본 논문에서는 순산소 마일드 형성을 위하여 연소기 형상 및 운전조건 변화가 순산소 마일드 연소에 미치는 영향을 3차원 수치해석을 적용하여 분석하였다. 수치해석 결과 마일드 연소화염의 특징인 고온영역과 평균온도를 감소시키는 데 있어서 산화제유속 증가가 보다 효과적임을 확인하였다. 또한 외부 예열이 없는 조건에서도 최적화된 산소-연료 공급조건에서 순산소 마일드 연소화염의 형성 가능성을 확인하였고 안정적인 순산소 마일드 연소는 당량비 0.90, 연료유속 10 m/s, 산소유속 200 m/s, 노즐간 거리 33.5 mm 조건에서 보다 안정적으로 형성됨을 확인할 수 있었다.

GE 7FA+e DLN-2.6 가스터빈 연소기 연구 : Part II 모형 덤프 연소기 설계 (GE 7FA+e DLN-2.6 Gas Turbine Combustor : Part II Design of Lab Scale Dump Combustor)

  • 오정석;김민기;허필원;이장수;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.51-59
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    • 2008
  • 한국서부발전(주) 산하 서인천 복합 화력발전소에서 운용중인 GE 7FA+e 가스터빈 DLN-2.6 연소기는 기동초기 연소진동과 yellow plume 현상이 발생하고 있는데 이러한 특성을 분석하고 모형 덤프 연소기 설계에 반영하기 위한 상사인자 고찰이 본 연구의 목적이다. 실연소기 분석을 통하여 $120{\sim}140Hz$에서 일어나는 연소진동은 cold flow에서 덤프 모드로 발생되었으며 이것의 모사를 위해 노즐 출구 이전의 빈 공간인 plenum을 설계하였다. 또한 주요 상사인자로 노즐의 회전수, 연료-공기 혼합거리, 노즐과 덤프면의 면적비, 노즐출구에서의 속도와 당량비, 연료 조성성분 등이 있다.

LPG엔진에서 수소첨가가 배기 성능과 열효율에 미치는 영향 [II] (Effects of Hydrogen-enriched LPG Fuelled Engine on Exhaust Emission and Thermal Efficiency [II])

  • 권태윤;김진호;최경호;정연종
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.297-303
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    • 2002
  • The purpose of study is obtaining low-emission and high-efficiency in LPi engine with hydrogen enrichment. The test engine was named variable compression ratio single cylinder engine (VACRE). The fuel supply system provides LPG/hydrogen mixtures based on same heating value. A varied sensors such as crank shaft position sensor (CPS) and hall sensor supplies spark timing data to ignition controller. Displacement of VACRE is $1858.2cm^3$. VACRE was runned 1400rpm with compression ratio 8. Spark timing was set MBT without knocking. Relative air-fuel ratio($\lambda$) of this work was varied between 0,8 and 1.5.

모형연소기에서 연료-공기의 혼합정도 및 당량비가 NOx 배출과 열 방출량에 미치는 영향에 대한 연구 (Effect of the Degree of Fuel-Air Mixing and Equivalence Ratio on the NOx Emission and Heat Release in a Dump Combustor)

  • 조봉국;최도욱;김규보;장영준;송주헌;전충환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제33권9호
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    • pp.658-665
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    • 2009
  • Lean premixed combustors are used for significant NOx reduction which one of issues in current gas turbine combustor. This study was investigated to estimate the effects of the unmixedness of fuel-air, equivalence ratio on the instability mechanism, NOx emission and combustion oscillation in a lean premixed combustor. The experiments were conducted in a dump combustor at atmospheric pressure conditions using methane as fuel. The swirler angle was $45^{\circ}$, the degrees of fuel-air mixing were 0, 50 and 100 and inlet temperature was 650K. The equivalence ratio was ranging from 0.5 to 0.8. This paper shows that NOx emission was increased when the degree of fuel-air mixing is increased in same equivalence ratio and when equivalence ratio is increased. And the range of the combustion instability was enlarged as a function of increasing of the degree of fuel-air mixing.

이중램제트(이중연소/이중모드)엔진을 위한 램제트/스크램제트의 작동영역분배 및 성능민감도분석 Part II. 성능민감도 (Performance Load Balancing and Sensitivity Analysis of Ramjet/Scramjet for Dual-Combustion/Dual-Mode Ramjet Engine Part II. Performance Sensitivity)

  • 김선경;전창수;성홍계;변종렬;윤현걸
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.596-604
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    • 2010
  • 이중램제트(이중연소 및 이중모드) 추진기관의 작동특성 및 주요 설계인자를 파악하기 위하여 램제트/스크램제트 추진기관에 대한 공기 및 열역학적 관점에서 이론적인 분석을 수행하였다. 엔진의 효율계수를 적용한 열역학 사이클 해석을 수행하여 각 추진기관의 성능특성을 파악하고, 흡입구 성능 특성, 연소기 입구 마하수, 연소기 형상 및 당량비(연료분사량)에 따른 성능민감도를 분석하였다. 이를 바탕으로 이중램제트 추진기관의 성능설계방향을 제안한다.

영상처리에 의한 화염 발광 라디칼의 가시화 (Visualization of luminescent radicals in the flame by image processing)

  • 김경찬;김영민;정주영;김태권
    • 한국광학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.264-269
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    • 1998
  • 분젠버너에서 당량비에 따른 연료부족, 적정, 과잉의 경우로 예혼합된 프로판-공기 화염에서 발생된 C2, CH, OH 라디칼의 농도형태 측정을 영상처리법을 이용하여 가시화하였다. 영상처리 시스템에서 협대역 통과필터, 영상증폭장치, CCD 및 PC를 사용하여 라디칼의 발광 파장대의 영상을 처리하였다. 영상처리 시스템을 통하여 화염에서 라디칼의 반응영역을 관찰하고, 라디칼의 농도분도를 예측할 수 있었다. 반응영역에서 각각의 라디칼의 공간적 분포는 CmHn 계열 화염의 반응 메카니즘을 이해할 수 있는 충분한 정보를 제공하였다. 이 정보로부터 C2 라디칼의 형광은 반응영역 앞부분에 먼저 나타나며 CH와 OH 라디칼의 형광은 화염의 하류부분에 분포함을 알 수 있었다.

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