• 에너지공학
• /
• 제21권3호
• /
• pp.228-236
• /
• 2012

큰 에디 모사(LES)는 복잡한 연소실 유동에서 RANS 모델과 비교해 난류 유동장에 대해 모델의 보편성과 더 정확한 결과를 제공하기 때문에 점차적으로 사용이 증대되고 있다. 내연 기관의 연소실 내 난류 유동장 해석을 큰 에디 모사를 사용하여 수행하였다. 이산화 방식, 초기 조건, 시간 간격과 SGS 모델과 같은 모델과 수치 인자에 따른 영향을 평가하였다. SGS 모델을 사용한 LES 모사는 실험치와 유사한 결과를 보여주었다.

• 오토저널
• /
• 제8권1호
• /
• pp.22-28
• /
• 1986

기관의 성능에 영향을 주는 인자로서는 외적인자(outside factor), 작동인자(operating factor) 및 설계인자(design factor)의 3가지로 나눌 수 있다. 작동인자로서는 기관회전수, 공기연료비, 점화 시기 또는 분사시기 등이면 설계인자로서는 행정체적, 압축비, 흡배기계통의 구조 및 치수, 냉각 방식 등으로 기관에 따라 고유한 값을 가지는 인자이다. 그러나 외적인자인 대기조건 즉 대기 압력, 대기온도 및 대기습도는 계절, 지역 및 기상조건에 따라 달라지므로 이것에 따라 기관이 흡입하는 공기의 압력, 온도 및 습도는 변화하게 된다. 그러므로 대기조건의 변화에 따라서는 기관작동인자인 공기연료비에도 영향을 미치게 할 것이고 또한 연소상태의 변화로 유효압축비 에도 영향을 미치게 할 것이므로 대기상태의 변화는 곧 바로 기관 출력의 변화를 초래하게 될 것이다. 그러므로 같은 운전조건에서의 기관출력도 대기상태의 변화에 따라 변화하게 되므로 임의의 대기 상태에서 측정한 기관출력을 표준대기상태의 기관출력으로 환산해서 평가할 필요가 생긴다. 이것을 일반으로 출력수정(output correction)이라 하고 있으며 각 나라마다 공업규격 또는 기타규격으로 출력정식을 제정하고 있다. 예를 들면 K.S.B 9102, SAE J816B, B.S. 765, DIN 70020, JIS B 8013등이다. 이들 출력수정식들은 많은 문제점을 가지고 있으므로 종래의 출 력수정식으로 출력수정을 하여도 정확하게 맞지 않은 경우가 많다. 출력수정에 관한 문제는 수 10년전부터 많은 연구자에 의하여 연구되고 거론되어 왔으나 과거의 연구자들이 제안하고 거론 되어 왔으나 과거의 연구자들이 제안하고 있는 출력수정식, 또는 규격으로 정하고 있는 출력수 정방법은 어느 것이나 실용상 만족스러운 것이 아직 없다. 그러므로 본 자료는 스파아크 점화 기관의 흡기습도에 관한 출력수정의 문제를 실험적으로 수행한 실험적 출력수정방법에 의한 것과 종래의 출력수정방법에 의한 것과를 비교 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권7호
• /
• pp.4093-4099
• /
• 2014

본 논문에서는 200 kW급 마이크로 가스 터빈 시스템의 연소기집합체의 열-구조 연성 해석을 수행하였다. 일반적인 연소기집합체는 라이너, 내외 케이스, 버너와 노즐링 등으로 구성되어 있으며, 본 연구에서 개발된 유한요소모델은 연소기집합체 내 다양한 부품들의 다른 열팽창을 보상하기 위해 부품간의 이격과 마찰 요소들이 존재하므로 비선형 간극 및 마찰 요소 등을 포함하고 있다. 본 연구를 통해 연소기집합체의 외부 경계지지조건이 높은 온도구배로 인한 응력 에 가장 큰 영향을 주는 인자라는 것을 밝혀냈으며, 과도한 응력이나 변형을 방지하기 위한 적절한 외부 경계지지조건을 찾기 위하여 외부 경계지역에 탄성 지지조건을 가상하여 적절한 경계조건을 도출하여 설계에 사용될 수 있도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.79-86
• /
• 2005

기체-액체형 분사기를 사용하는 고성능 로켓엔진을 위하여 공명기로서의 분사기의 역할을 연구하였다. 단일 분사기가 장착된 연소기에서의 음향 거동을 상온 선형 음향해석을 통해 조사하였다. 음향감쇠 효과는 분사기 길이에 따른 감쇠인자를 통해 정량화되었다. 계산 결과, 분사기는 음향 감쇠에 있어 큰 역할을 하며, 최적의 분사기 길이는 감쇠시키고자 하는 음향 주파수에 대한 반파장 길이에 해당함을 알 수 있었다. 배플이 장착된 연소기에서, 상온 조건과 실제 연소 상황의 조건을 설정하여 각 조건에 대해서 배플길이에 따른 최적 분사기 길이의 변화를 계산하여 제시하였다.

• 오토저널
• /
• 제6권4호
• /
• pp.18-28
• /
• 1984

디이젤 엔진은 피스톤이 실린더 내를 왕복 운동하면서 압축행정에서 연료의 연소에 의해 발생된 고열을 받아 고온에서 작동되기 때문에 피스톤 헤드에서 받은 열은 속히 아래부분으로 전달시 키고 동시에 실린더 벽으로 전달되게 하여야 한다. 여기서 열이 문제가 되는 요소를 생각해 보면, (1) 고압 : 연소 최고폭발압력이 높기 때문에 압력상승률도 커져 격렬한 연소상태가 된다. (2) 고온 : 격심한 가스 유동과 실린더 직경이 크기 때문에 피스톤 헤드부의 온도가 높아진다. (3) 연소생성물 중에 엔진 및 윤활유에 악 영향을 주는 성분이 많다. (4) 경량, 저가격 구조 때문에 열적 및 역학적 변형이 일어나기 쉽다. (5) 사용조건이 가혹해 연료가 이상 현상을 가져온다. 위의 요소들을 가지고 온도의 분포, 열의 전달과정, 피스톤 냉각 등에 대해서 알아본다.

• 청정기술
• /
• 제26권3호
• /
• pp.211-220
• /
• 2020

본 연구는 80 kW급 단일버너 연소로에서 석탄 연소시 초저 NOx 버너 설계인자를 평가하기 위한 실험적 연구이다. 버너 설계 인자인 선회강도, 총 과잉 공기비, 버너 영역 과잉공기비, 1차/2차 산화제 비율, OFA 비율을 변경하여 총 81개 조건을 대상으로 실험을 수행 하였다. 실험 결과, 선회류가 약하면 연소로 출구에서 CO가 증가하고 연소로 내부 온도가 감소하는 것으로 나타났다. 그러나, 선회류가 강하면 NOx가 증가하기 때문에 적절한 선회류 강도를 결정하는 것은 NOx를 줄이는 데 중요한 요소이다. 1차/2차 산화제의 비율 또한 중요한 요소이며, 생성 된 NOx의 양은 산화제의 비율에 따라 달라진다. 2차 산화제의 비율이 증가하면 연소 초기에 NOx 방출량이 증가하고, 측정 된 배출구 NOx가 증가하게 된다. 그러나, 2차 산화제 비율이 감소하면 화염이 길어지고 CO가 증가한다. 본 연구에 사용 된 연소 시스템은 적절한 조건이 만족 될 때 O₂ 6%를 기준으로 최소 NOx가 82 ppm 생성되는 것으로 확인 되었다. 본 실험에서 대상으로 한 버너는 연소용 공기를 석탄을 이송하는 1차공기 외에 2차공기로 하나의 산화제 유동만 사용하는 방식으로서 추후 3차 및 4차공기로 분할하여 화염형태 및 반응을 세밀하게 제어할 경우 추가적인 NOx 감소가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.69-77
• /
• 2005

KSR-III 개발과정에서 배플을 장착하여 연소 불안정 현상을 해결한 바 있으나, 추력 및 냉각과 관련된 축방향 길이에 대한 최적화 과정을 거치지는 않았다. 이에 수동제어기구로서 사용되는 배플의 축방향 길이의 최적화 및 한계를 평가하기 위하여, 축방향 길이를 작동인자로 하여 연소 안정성 여분을 평가하였다. 외부 교란 발생 장치로서 2번의 기폭이 가능한 펄스건을 사용하였다. 외부 교란에 대한 연소실에서의 응답 특성을, 감쇠 시간과 진폭비와 같은 인자를 도입하여 정량화하였다. 설계점과 탈설계점에서 시험을 수행하였으며, 분사기의 충돌점으로 생각할 수 있는 화염 영역을 감싸지 못하는 경우에는 배플의 충분한 감쇠 능력을 보장할 수 없음을 확인하였다. 따라서 연소 안정성의 여분의 경계는 KSR-III에서의 작동조건 하에서 50 mm 정도의 배플인 것으로 판단되었다.

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

• 한국추진공학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2007

연소 안정화를 위해 로켓엔진 연소기에 장착될 수 있는 반파장 음향 공명기의 비선형 음향 감쇠 특성을 비선형 해석을 통해 조사하였다. 먼저, 공명기가 장착되지 않은 기본 연소실에 대해 넓은 범위의 진폭($80{\sim}150$ dB)을 갖는 음향 가진에 대한 연소실의 감쇠 거동을 조사한 결과, 진폭에 따라 연소실의 감쇠인자가 증가하며 125 dB 이상의 진폭에 대해서는 비선형 거동이 뚜렷이 나타남을 알았다. 반파장 공명기가 장착된 연소기에서의 계산 결과, 해당 공명기의 최적 동조조건은 진폭에 무관하였고, 높은 진폭의 압력파를 감쇠하는 기능은 유지되지만, 상대적으로 음향 공명기로서의 역할은 약화됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.34-42
• /
• 2022

기체메탄-액체산소 소형로켓엔진에서 추진제 공급조건과 연소실 압력 사이의 상관관계를 조사하고, 고정된 연소실 압력에서 당량비 변화에 따른 성능특성을 분석하기 위해 지상연소시험이 수행되었다. 상관관계 조사를 통해 연소실 압력은 산화제 공급압력에 선형적으로 비례함이 확인되었다. 연소시험 결과, 당량비가 연료희박 조건으로부터 화학양론비에 가까워질수록 로켓엔진의 주요 성능인자인 추력, 비추력 및 특성속도는 증가하는 경향을 보였으나, 특성속도 효율 및 비추력 효율의 당량비에 대한 종속성은 그 반대의 경향을 보였다.