• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.24 no.1
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• pp.49-55
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• 2020

Experimental investigations were conducted to understand the multi-staged combustion characteristics of a swirl-stabilized double cone premixed burner nozzle used for industrial gas turbines for power generation. Multi-staged combustion is implemented by injecting the fuel through the existing manifold of the side slots as well as through the apex of the cone with two fuel injection angles which are slanted or axial. NOx and CO emissions, and wall temperature distributions were measured for various fuel distributions and operating conditions. Results show that NOx emissions are decreased when the fuel distribution to the apex is 3% of the total amount of fuel, which is due to more uniform fuel distribution inside the nozzle, hence less hot spots at the flame. NOx emissions are rather increased when the fuel distribution to the apex is 8% of the total amount of fuel for axial fuel injection by occurrence of flash back in premixing zone of burner.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.100.2-100.2
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• 2011

본 연구과제는 유망상품인 "발전용 MCFC 모듈형 BOP" 중 가습기 내부에 장착되는 연료-물 Mixing 시스템을 개발하는 것이다, 가습기 내부에서 공급된 연료-물은 연료전지 스택(Stack)으로부터 가습기로 유입된 고온의 가스로부터 열을 공급 받아 증발 및 혼합과정을 거치게 되며, 스팀-연료 혼합기로 형성되어 개질기(reformer)로 공급되게 된다. 이때, 물과 연료의 공급 상태에 따라 균일한 스팀-연료 혼합기가 형성되는지가 결정되며, 경우에 따라서는 고온의 가습기 내부의 국부적 온도분포의 큰 차이를 발생시켜 용접부의 균열을 발생시킬 수도 있기 때문에, 가습기의 설계와 함께 중요한 장치로 여겨진다. 본 연구에서는 다양한 가습기에 적용이 가능한 Mixer 모델을 설정하고, Analytic calculation을 통한 노즐설계와 1pass/Full scale 성능 실험 장치를 통해 상용화를 목표로 추진 되었으며, 특히 노즐별 유량분배 변동율은 ${\pm}3%$ 이내로 달성하고, 스팀/연료 공급 비율은 2:1 이내로 달성할 수 있는 시스템을 구축하게 될 것이다. 최종적으로 개발 완료 시 다양한 가습기에 직접 장착하여 운전이 가능할 수 있도록 실용화에 중점을 두고, 보다 안정적인 성능을 나타낼 수 있는 제품 개발이 가능하리라 사려된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.175-178
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• 2008

Spray characteristics for the simplex atomizer are investigated. The atomizer was tested with kerosene which is generally used as a fuel for gas turbine engines. But it is very difficult and dangerous to measure spray performance. So water is used as a working fluid for measuring the droplet information. In this study, spray visualization was performed by using ND-Yag Laser and droplet size was measured by using PDPA system by using two different working fluid such as water and test fluid # 2 which has similar characteristics of the kerosene. The test results show that SMD of water bigger than test fluid # 2 about 5$\sim$15 mm because surface tension of water is higher by a factor of 3. But the spray angles and the spray shapes have similarity

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2003.02a
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• pp.423-428
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• 2003

2-유체 노즐은 연료와 농약액에 응용되는 경우에는 공기와 쉽게 혼합되고 미세한 분무입자를 얻을 수 있어서 매우 유용하다(이상용, 1996). 특히 2-유체 상온 연무노즐은 온실 내에 사용하기에 다른 방식보다 유용한 점이 많아 널리 보급되어 있다. 최근 국내에서는 시설재배가 계속 확대 보급되고 있는 바 이에 상응하는 고효율 방제를 위한 고효율 분무노즐 개발은 필수적이다(Kim,1994). 2-유체노즐은 Bryce (1978), Mullinger(1974), Hurley(1985) 등 많은 연구자에 의해 공기의 보조 및 충돌식 등으로 설계되고 개량되어 왔다. (중략)

• Journal of the KSME
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• v.25 no.3
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• pp.236-241
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• 1985

본 고에서는 일반적으로 노즐 부위 열해석에서 무시되는 복사열전달율과 점성소산효과를 수치적 모델을 통하여 그 필요성 여부를 조사한 것이며 다음과 같은 결론을 얻었다. (1)연소실 및 수 렴부위에서는 복사열전달율이 대류열전달율과 같은 차수의 크기로 나타나고 있어서 고 복사율을 갖는 연소가스에서는 특히 중요하다. 특히 최근에 많이 사용되는 연료에는 연소가스에 산화알 루미늄 성분이 증가하는 추세이므로 노즐부위 열해석에는 복사열전달이 차지하는 비중이 커질 것이다. (2)노즐의 확산부위에서는 고속으로 인하여 가스자체의 점성소산이 일어나 특성치 보 정계수 값이 감소한다. 따라서 Bartz의 예측치 보다는 열전달계수의 값이 적어지고 있다. (3) 따라서 노즐수렴부위에서는 일반적으로 Bartz의 예상치보다 높고 확산부에서는 낮은 결과를 얻 었던 실험결과와를 비교할 때 고온고속 노즐에서의 열전달해석은 복사 열전달과 점성열 소산을 고려함으로써 정확하게 될 수 있다. (4)이상 고려된 실험 데이터와 수치모델의 고찰은 노즐내의 침식이 없는 경우이나 실제의 경우 노즐벽 표면에서 화학적 반응이 일어난다. 그러나 이때 발 생될 수 있는 순수한 발한효과는 미미하며 단지 전체적인 단면의 열 해석시 상기에서 예측된 열전달율을 근간으로 화학반응열 및 온도분포를 계산하여야 할 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.4 no.3
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• pp.199-210
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• 1996

The measurements of velocities of internal flow in a scaled-up nozzle were made by laser Doppler velocimetry in order to clarify the effect of internal flow on the characteristics of fuel spray. The investigated length to diameter ratio(L/d) of the orifice were 1, 3, 4, 5 and 8, and inlet radius to diameter ratio(r0/d) were 0 and 0.5. Mean and fluctuating velocities and discharge coefficients were obtained at various Reynolds number ranging between 15,000 and 28,000, and L/d ranging between 1 and 8 in sharp and round inlet nozzle. The turbulent intensity and turbulent kinetic energy at exit in a sharp inlet nozzle were higher than that in a round inlet nozzle. For sharp inlet nozzle, fluctuating velocities near exit were decreased with increasing L/d.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.7 no.1
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• pp.129-135
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• 2008

The 30 tonf-class liquid rocket combustor currently being developed is designed to connect the fuel feeding line at a middle position of the supersonic nozzle in order to reduce both pressure loss in the regenerative cooling passage and overall envelope of the thrust chamber in spite of increase in design complexity. To verify the design of cooling passages including fuel ring, connecting holes, two-directional cooling channels and collectors, numerical analysis has been performed.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.13-14
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• 2005

Multi-dimensional combustion analysis and experiment has been carried out to investigate the effects of the injector nozzle hole diameter and number on the NOx formation and fuel consumption in HYUNDAI HiMSEN engine. The behavior of spray and combustion phenomena in diesel engine was examined by FIRE code. Wave breakup and Zeldovich models were adopted to describe the atomization characteristics and NOx formation. Wallfilm model suggested by Mundo, et al. and auto-ignition model suggested by Theobald and Cheng were adopted to investigate the spray-wall interaction characteristics and ignition delay. The information of spray angle and spray tip penetration length was extracted from fuel spray visualization experiment and the fuel injection rate profile was extracted from fuel injection system experiment as an input and verification data for the combustion analysis. Next, the nine different nozzle configurations were simulated to evaluate the effect of injector hole diameter and number on the NOx formation and fuel consumption.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.24 no.4
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• pp.25-31
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• 2020

Experimental investigations were conducted to examine the combustion characteristics of a swirl-stabilized double cone premixed burner nozzle used for industrial gas turbines for power generation. Several variants with different fuel injection patterns are tested to compare the combustion characteristics such as NOx and CO emissions, stability, and wall temperature distributions. Main results show that NOx emissions and stability are decreased either when the fuel hole diameter is decreased with the same number of fuel holes, or when the number of fuel holes is reduced with the same total area of fuel holes, both of which are due to a higher penetration of fuel into the air stream. Not only is NOx reduced but also stability is enhanced when the fuel hole diameter varies in an alternating manner with the same total area of fuel holes, showing that NOx reduction is due to a higher penetration of mean fuel injection path while stability enhancement is due to a lowered penetration of minimum fuel injection path.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05b
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• pp.609-612
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• 2012

본 연구는 산학연구로 위탁된 가스레인지 신규 개발에 필요한 설계 인자를 선행적으로 파악할 목적으로 시판 중인 가정용 가스레인지를 선정하여 성능에 미치는 주요 설계 인자들의 영향을 실험적인 방법으로 파악하였다. 수행된 연구는 가스레인지에 공급되는 연료 공급압력, 연료 노즐의 분사 위치와 적재 높이에 따른 열효율과 연소 배기가스량을 측정하여 이들 변수들이 종합 성능에 미치는 영향에 대해서 주로 조사되었다. 본 연구를 통하여 성능에 영향을 주는 최적화된 적재 높이와 연료 노즐 분사위치가 존재함을 확인하였으며, 이러한 결과는 업체의 신규 개발에 유익한 정보로 활용될 예정이다.