• 대한환경공학회지
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• 제33권5호
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• pp.325-331
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• 2011

연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소에 대하여 연료노즐과 공기노즐의 위치와 공기유량을 변화하면서 나타나는 연소특성을 수치해석을 통하여 연구하였다. 본 연구의 MILD 연소로는 연료노즐과 공기 노즐 사이에 연소배기가스의 배출구가 있는 연소로를 이용하였다. 공기노즐은 8개, 연료노즐은 4개를 사용하였다. 연료노즐이 연소로 중앙 부근에 위치한 연소로의 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 연료노즐에서부터 연소로 벽면으로 치우치게 되지만 공기유량이 커지면 연소반응대가 연료노즐 측에서 시작하여 연료노즐 상부로 형성된다. 공기노즐이 연소로 중앙부분에 위치한 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 공기노즐 부근에서 시작하여 연소로 벽면으로 치우치지만 공기유량이 증가하면 연소반응대가 연료노즐 측으로 옮겨가게 된다. 두 가지 경우 모두 공기유량이 증가하면 연소반응대에서 최대온도가 증가하고 따라서 배기가스에서의 NOx 농도가 증가한다. 두 가지 노즐 위치에서의 NOx 생성을 비교해 보면 공기노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우가 연료노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우보다 NOx 농도가 현저히 적음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로부터 NOx 저감과 연료의 미연가스 배출을 감안할 때 공기노즐이 연소로 중앙에 위치하고 이론공기량에 해당하는 공기량을 분출할 때 NOx 생성에 가장 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.240-243
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• 2008

회전식 연료 노즐의 분무특성을 알기 위해서 고속회전 시험장치를 이용하여 실험적 연구를 수행하였다. 시험장치는 연료공급장치, 고속 회전장치 그리고 아크릴 케이스로 구성되어있다. Injection orifice의 직경 및 개수를 변화시켜가며 분무실험을 수행하였다. 액적의 크기 및 속도는 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)시스템을 이용하여 측정하였다. 실험결과로부터 Injection orifice의 직경 및 개수변화에 따른 회전식 노즐의 분무특성을 이해 할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권6호
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• pp.41-47
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• 2009

작동 유체에 따른 APU 가스터빈에 적용되는 연료노즐의 분무특성을 확인하였다. 액체연료에 따라 점도, 표면장력 및 비중 등이 상이하여 분무특성이 변화될 수 있다. 본 연구에서는 연료 물성치 변화에 따른 분무특성을 이해하기 위하여 케로신과 유사한 특성을 갖는 보정 유체 2와 일반적으로 연료노즐의 분무특성을 시험하는데 사용하는 물을 이용하여 분무 시험을 수행하였다. 분무가시화와 분무입자 크기 및 분포를 ND-Yag 레이저 및 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)를 이용하여 측정하였다. 분무시험 결과, 두 작동유체의 분무형태는 유사하게 나타났으며 주 분무영역에서의 SMD 또한 유사하게 분포됨을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.251-253
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• 2017

Prefilming air blast 연료노즐의 다상유동 해석을 수행하였다. 연료가 미립화되는 과정을 관찰하였으며 liquid film의 두께와 속도를 계산하였다. Slot에서 분사된 연료는 prefilmer surface에서 얇은 액막을 형성한 후 연료노즐 lip에서 액적으로 분열되었다. 또한 계산된 liquid film의 두께와 속도를 경계조건으로 하여 반응유동장 해석을 수행하였다. 분사된 액적은 venturi throat를 지나면서 기화되었고 연료노즐 하류에 반응영역이 형성되어 안정적으로 보염이 이루어졌다.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.17-23
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• 1998

본 실험은 고점성 미강유의 액체 미립화를 향상시키기 위해 초음파 에너지를 적용하여 미립화 특성을 규명하고자 수행하였다. 식물유의 미립화 실험장치는 유사하게 1마력의 구동모터와 노즐을 장착할 수 있는 인젝터 및 소형분사 펌프 등으로 구성되어 있는 분사장치, 액적의 분산을 막기 위한 포집장치, 공급되는 연료에 초음파 진동을 가해주는 초음파 장치, 그리고 미립화 정도를 측정하기 위한 PDPA 시스템으로 구성되어 있다. 핀틀형 노즐에서 된끝각을 5$^{\circ}$ $10^{\circ}$ 15$^{\circ}$이며, 분사압력은 10, 13, 16 Mpa의 조건으로 실험하였다. 이 때 포집거리 300mm로 하였다. 노즐 분사 압력에 따른 분무 평균입경을 측정하기 위하여 노즐테스터를 대기압 상태에서 핀틀링 노즐의 스프링 크기를 조절하여 분무 평균입경(SMD)은 상용연료 공급장치 보다 초음파 연료공급 장치의 경우 Pintle형 노즐에서는 SMD를 기준으로 하여 10% 미립화 상승효율을 얻을 수 있었다. 따라서 본 실험에서는 초음파 진동에너지를 연료에 공급함으로써 고점성연료의 미립화 개선이 이루어지고 있음을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권2호
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• pp.250-258
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• 2010

부상화염에서 노즐직경과 연료유량을 변화하면서 화염전파속도와 연료과농영역, 연료희박영역, 확산화염 영역에서의 체적연소반응속도의 변화 특성을 수치해석을 통하여 살펴보았다. 본 연구에서 사용한 3가지 연료노즐 직경(d=0.25, 0.30, 0.35mm)에서 연료분출속도를 증가시키면 화염전파속도가 증가하지만 변화폭은 4.3%를 넘지 않는다. 연료분출속도를 증가함에 따른 연료량 증가는 직접적이고 선형적으로 체적연소반응속도에 연관되어 있음을 알 수 있었고, 따라서 부상화염에서 연료량의 증가는 화염전파속도 보다 체적연소반응속도가 연료량 변화에 대응함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.173-178
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• 2003

슬링거 연소기의 연소특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 연료는 고속으로 회전하는 축의 연료노즐을 통하여 연소기내로 분사된다. 회전분무시스템의 분무특성을 파악하기 위하여 PDPA를 이용하여 연료노즐의 회전속도 변화에 따른 분무입자의 크기를 측정하였다. 연구결과 분무액적의 크기는 연료노즐의 회전수와 직접적인 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 실물크기의 연소기를 제작하여 한국 항공우주연구원의 연소시험설비에서 점화 및 연소시험을 수행하였다. 시험결과 점화성능 및 연소효율은 연료노즐 회전수에 따라 증가하는 경향을 나타내고 있었으며, 연소기출구온도는 매우 균일한 온도분포를 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.317-317
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• 2008

기존의 초음파 노즐은 단판액츄에이터형 초음파 노즐을 사용하여 연체 연료를 분사하였다. 하지만 단판액추에이터형 초음파 노즐은 300V이상의 고전압을 필요로 하여 소비전력이 높은 단점을 가지고 있다. 하지만 적층액츄에이터형 초음파 노즐은 저전압 구동이 가능하여 낮은 소비전력을 가지며, 단판액츄에이터헝 초음파 노즐보다 우수한 분사특성을 가지고 있는 장점이 있다. 또한 공진형 인버터를 사용하여 초음파 노즐을 구동하는 경우 노즐의 구동 전압을 공진에 의하여 쉽게 얻어질 수 있는 장점과 구동 스위치에 가해지는 전압의 크기가 상대적으로 작게되므로 인버터 구동에 저전압 MOSFET를 사용함으로써 도통손실의 저감 및 구성회로의 저압화 등에 유리한 이점이 있다. 본 연구에서는 적층액츄에이터형 초음파노즐을 개발하고 그에 따른 공진형 인버터를 설계하여 적층엑츄에이터형 초음파 노즐의 분사 시스템을 제안 한다. 또한 실제 액체연료인 경유를 분사하여 전기적특성과 분사특성을 조사한다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.57-65
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• 2008

가스터빈엔진에 적용할 수 있는 드럼형 회전연료노즐의 모델링을 통해 원심력이 충분한 연료분사압력을 발생시킴을 보였고, 회전연료분사의 미립화 현상에 대해 실험적으로 연구하였다. 회전연료분사의 미립화기구 및 분무특성을 이해하기 위하여 고속 회전연료노존 시험리그를 이용하여 $5,000\;{\sim}\;40,000rpm$의 영역에서 분무가시화와 PDA를 이용한 분무액적 측정을 실시하여 회전연료분무의 미립화 특징을 규명하고, 미립화성능 향상을 위해서는 회전속도증가를 통해 액적분열시점을 앞당기는 것이 중요함을 알았다.

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.77-84
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• 2008

제트상사성 이론에 의해 잘 이해되어온 층류부상화염의 부상화염 거동에 대해 연료 노즐 직경 변화 효과를 통한 부력효과의 중요성을 밝히기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 부력 효과를 평가하기 위해 연료노즐 직경을 $0.1{\sim}6\;mm$ 정도의 크기까지 변화시켰고, 헬륨을 희석제로 프로판과 메탄 화염을 순수 연료로부터 희석하면서 부상 거동을 체계적으로 관찰하였다. 부상화염 거동 설명을 위해 중요 물리 변수인 희석율로 표현되는 연료강도, 화염 스트레치, 화염 곡률 효과로 부상 거동을 체계적으로 설명하기 위해 척도 법칙(scaling law)을 통한 중요 물리 변수를 실험 변수로 유도하였다. 노즐 직경이 큰 경우와 연료 희석율이 큰 경우에 대해서는 부력 효과가 중요하다는 것을 실험 결과로부터 입증하였다. 또한, Chen 등의 결과에 따라 0.5