• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.491-498
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• 2010

연료전지 자동차는 성능과 수명 측면에서, 전해질막의 가습이 필요하며, 이를 위해 반응기체인 공기, 수소의 높은 가습이 요구된다. 본 연구에서는 내경 75 mm공기공급관 내에 직접 삽입된 인젝터(노즐)과 액적제거를 위한 사이클론을 통한 가습장치를 고안하여 실험을 수행하였다. 충돌형 노즐 3 종류를 이용하여 분사압력, 공기 유량, 분사방향각도를 달리하여 실험을 수행하였다. 가습 성능을 분석하기 위해, 가습효율이라는 개념을 정의하였다. 별도의 외부 열공급원 없이 분사되는 물과 공기의 엔탈피가 자체 기화열 공급원으로, 분사되는 물의 양이 가습에 가장 중요한 변수임을 볼 수 있었다. 사이클론은 높은 공기유량에서 재비산이 발생되는 것을 볼 수 있었다. 노즐타입 PJ24, 분사방향 각도 90도, 분사압력 1200 kPa, 공기 유량 6000 nlpm에서 절대습도 $21.29\;kJ/kg_{da}$, 가습 효율 86.57%를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1489-1495
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• 2013

유체의 고압유동은 여러 산업현장에 활용되고, 특히 그 중 내연기관의 연료분사 인젝터가 대표적이며 디젤엔진의 커먼레일 시스템의 경우 1000bar 이상의 압력이 사용된다. 이와 같이 고속으로 분출되는 유체유동의 경우, 노즐을 통해 분사되는 고속의 유체는 주위기체와의 상호작용으로 분열과정을 거치게 된다. 이 분열과정은 연소실 혼합기형성기과정에 영향을 주게 되며, 그 결과 엔진의 연소상태에 까지 영향을 미치게 된다. 따라서 연료분무의 분열과정에 대한 해석은 중요하며, 본 연구에서는 연료분무의 분열을 위한 수치해석 서브모델로 Reitz&Diwakar 및 CAB(Cascade atomization and breakup)모델을 사용하였다. 본 연구의 목적은 분사된 분무의 분열과정의 정확한 해석이며, 분사연료의 분열발생 형태의 빈도 등을 조사하였다. 결과로서 본 연구는 상용 CFD 프로그램(CFX)을 이용하여 디젤분무의 분열과정해석을 위한 적합한 분열모델을 제안한다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.9-16
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• 2016

초음파 진동자에 의해 미립화된 탄화수소계 액체연료 분사화염의 연소특성을 고찰하기 위한 실험이 수행되었다. 초고속카메라를 이용하여 미립화된 액체연료의 화염형상을 획득하였고, 이미지 후처리를 통해 화염의 구조와 거동을 면밀히 분석하였다. 또한 정밀유량계측법을 이용하여 연소반응 시 소모된 연료량도 측정하였다. 그 결과, 수송기체 유량이 증가하면 무화된 연료의 분사량도 같이 증가하였으나, 공연비(air/fuel ratio)와 수송기체 유량의 상관성은 관찰되지 않았다. 화염면적은 공연비 보다는 연료의 분사량과 진동자 인가전력에 종속하였으며, 화염면적의 FFT 분석을 통해 생성화염의 진동특성도 고찰하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권2호
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• pp.103-108
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• 2012

연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소로는 연소용 공기 및 연료로 고온의 배기가스가 유입되는 양에 따라 질소산화물 저감 특성이 많은 영향을 받는다. 일반적인 MILD 연소로는 연료와 연소용 공기는 수직 상향방향이고 배기가스는 수직하향 방향으로 흐르면서 배기가스가 유입되는데 이러한 형태보다 더욱 배기가스의 유입량을 증가시키기 위한 방법으로 동심원관형태의 MILD 연소로를 사용하고 있다. 본 연구에서는 바깥 원통의 배기가스 통로에서 안쪽 원통의 연소통로 사이에 연결관을 설치하고 배기가스를 유입하기 위한 공기노즐을 동심원관 형태로 설치하여 공기분사속도, 노즐 직경, 배기가스측 압력과 연소로측 압력 차이의 변화에 따른 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 MILD 연소로에서 더욱 적극적인 배기가스의 유입량 특성을 파악하는 것을 연구하였다. 공기노즐 분사속도의 증가에 따라 유입량은 속도의 제곱근에 비례하는 것을 알았고 배기가스 측과 연소로 측의 압력차의 크기에 선형적으로 감소하는 것을 관찰하였다. 공기노즐 출구 위치의 변화는 유입량 변화에 큰 영향이 없음을 알 수 있었다.

• 한국분무공학회지
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• 제17권2호
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• pp.94-99
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• 2012

The characteristics of spray behavior and injected amount were studied with two types of nozzles for using in a compression ignition engine with dual fuel technology for construction machines. A penetration length of spray tends to shorten due to a decrease of injected amount of a diesel fuel with dual fuel engine application. In order to ignite the gaseous fuel premixed with air during intake process, a diesel fuel, which was compression ignited, needs to penetrate somehow similar depth compared with the case of a diesel fuel-only-injection. In this work, a nozzle with reduced hole diameter and increased number of holes was tested and demonstrated that, compared to diesel 100% case, its penetration lengths are comparable to 74% and 79%, respectively, of those of 100% and 50% supply of a diesel fuel with the baseline nozzle that has four holes and 30.4% increased diameter. This will presumably enhancement the combustion in a dual fuel engine. A design suggestion was also made in this work to achieve similar penetration length of spray with diesel 100% case to prevent combustion from being deteriorated in a dual fuel engine.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.8-8
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• 1999

2-유체 인젝터의 분무연소에 대한 통찰 및 구조에 대한 이해와 연료-공기 혼합과 연소반응의 물리적 이해에 필요한 수치적 모델의 개발 및 검증을 위해서는 2유체 시스템에서 액체 및 기체 각각의 기본적 특성인 액적크기, 액적속도, 액적의 질량플럭스(flux), 가스상의 속도측정 등이 필요하다. 특히, 액체분무에서는 액적의 크기를 예측하는 것이 매우 중요한 과제이며, 액적의 크기에 영향을 주는 인자들로는 노즐의 형태, 분사액체의 물성치(점도, 표면장력, 밀도), 주위기체의 조건(온도, 압력, 응축과 증발현상), 분사압력 등이 있다. 그러나, 실제 분무액적의 크기는 분포를 가지므로 같은 SMD를 가지더라도 그 분포의 정도는 크게 다를 수 있어 결과적으로 분무액적의 크기를 평균값만으로 표현하는 것은 불충분할 뿐만 아니라 그 적용에도 한계를 가지게 된다. 따라서 분무액적의 평균크기와 함께 그 분포의 정도 등을 함께 나타내려는 시도가 많은 과학자들에 의하여 연구되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권11호
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• pp.1616-1623
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• 2001

A basic experimental study has been carried out to find out the design parameters of fuel 2-staging atomizers in order to reduce nitrogen oxides(NOx) rate emitted from the steam boilers used the liquid fuel. The heavy fuel oil(B-Coil) and fuel 2-staging Y-jet twin-fluid atomizers were adopted in this study. The results of this paper were obtained from the real as well as the model scale atomizers. In the case of model atomizers test, NOx reduction rate was strongly dependent on the staged fuel rate, but it was weakly dependent on the injection hole arrangement and air swirl conditions. The real scale atomizers was designed and manufactured on the base of these test results, and those was mounted and operated in the real boiler generates 185 ton steam per an hour. The reduction rate of the model and real plant was reached 10∼30% of base NOx by atomizers. but dust was sharply increased in the low O$_2$combustion region of the real plant.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.68-74
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• 2006

가스터빈 슬링거 연소기의 연소특성을 연구하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연소실험을 위한 시험리그를 제작하여 한국항공우주연구원의 연소시험설비에 설치하였다. 점화성능 시험결과 점화한계에 영향을 주는 두개의 중요한 인자를 발견할 수 있었다. 첫 번째는 연료노즐의 회전수이고, 두 번째는 질량유량이다. 좋은 점화성능을 가지기 위해서는 연료노즐의 회전속도와 공기유량을 증가시킴으로서 가능하다. 연소성능 시험결과 연소효율은 99.6%, 패턴 팩터는 15%, 프로파일 팩터는 3%로 측정 되었다. 연구결과 슬링거 연소기의 점화와 연소특성은 기존의 환형 연소기에 비하여 상당한 차이점을 가지고 있음을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제13권2호
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• pp.118-127
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• 2004

본 연구는 배기량이 16.7ι인 V8형 터보차져 인터쿨러 직접분사식 디젤기관에서 흡기포트의 선회유동과 연료분사계 및 과급기가 기관성능 및 배출가스특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하며 성능을 개선하는데 있다. 일반적으로 기관의 출력을 높이기 위하여 과급기 및 인터쿨러를 장착하여 과급공기를 냉각시켜 과급효율을 더욱 높인 TCI디젤기관이 보편화되고 있다 본 연구의 결과로서 흡기포트의 선회비가 2.25인 경우에서 압축비 17.5, re-entrant 8.5$^{\circ}$ 형 연소실, 노즐분공경 $\Phi$0.33*3+$\Phi$0.35*2, 노즐돌출량 3.18mm, 분사시기 BTDC 12$^{\circ}$CA, 과급기 T042(압축기 0.6A/R+46Trim, 터빈 1.0A/R+57Trim)경우가 기관성능 및 NO$_{x}$ 농도의 배출특성을 고려할 때 운전영역에서 가장 우수하여 흡기포트, 분사계 및 과급기에 대한 각 인자를 적정화할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.43-49
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• 2016

초음파 진동자에 의해 미립화된 탄화수소계 액체연료를 분사하는 버너(burner)의 연소특성을 고찰하기 위한 실험이 수행되었다. DSLR 카메라를 이용하여 미립화된 액체연료의 화염형상을 획득하였고, 이미지 후처리를 통해 그 구조를 면밀히 분석하였다. 또한 열전대를 이용하여 연소장의 온도도 측정하였다. 그 결과, 버너 내부에 주입되는 수송가스의 질량유량과, 초음파 진동자의 진폭에 비례하여 화염의 크기가 커졌다. 또한, 버너 작동조건의 변이에 따른 연소장의 온도분포를 측정, 제시한다.