• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.485-496
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• 2015

본 논문은 와류 유동이 존재하는 케로신/공기 화염 자발광 특성을 실험적 접근방법으로 수행한 연구이다. 한국형 발사체 액체로켓엔진에 적용되는 Jet A-1 을 사용하였고, 와류 세기 영향을 파악하기 위해 세 가지의 스월러를 적용해 실험을 진행하였다. 와류 세기, 연소 공기온도 변화에 따른 화염 자발광을 분광기를 활용하여 계측하였다. 자발광 스펙트럼에서 $OH^*$, $CH^*$, $C_2{^*}$등의 라디칼에 의한 화학발광 특성을 파악하였다. 케로신 화염의 화학발광 세기는 와류 세기에 민감한 반응을 보였으며, 연소 공기온도에 의한 영향은 적게 받았다. 특히 $C_2{^*}$ 화학발광 방출 세기는 와류 세기와 당량비 변화에 민감하게 반응하였다. 화염 특성을 파악하기 위해 각 라디칼 세기 비로 데이터를 분석한 결과, $I_{OH^*}/I_{CH^*}$ 화학발광 세기 비는 공기 유량 변화에 의한 당량비 변화를 지시하기가 적합하며, $I_{C_2{^*}}/I_{CH^*}$ 화학발광 세기 비는 연료 유량변화에 따른 당량비 변화를 지시하기에 적합하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.380-381
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• 2003

환경 중의 방향족 탄화수소 화합물은 발암의 가능성으로 인하여 중요한 관심의 대상이 되고 있다(Kourtidis et al, 2002; Volkamer et al, 1998; Etzkorn et al, 1999). 방향족 탄화수소는 화석연료와 같은 유기물질의 불완전 연소로부터 형성되는 인위적 오염물질로 간주된다. 도시지역에서 발견되는 방향족 탄화수소는 자동차의 배기가스 등으로부터 주로 발생한다. 이들은 광화학 반응을 통해 오존, PAN(Peroxyacetyl nitrate) 등을 생성하고. OH 라디칼과의 반응을 통해 소멸되는 것으로 알려져 있다(Kourtidis et al., 2002; Volkamer et al., 1998). (중략)

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.1-11
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• 1997

The soot and OH radical distributions have been experimentally studied in ethylene and propane laminar diffusion flames. The integrated soot volume fraction was measured along the centerline of a flame using a laser light extinction method. Planar laser light scattering and PLIF techniques are employed for the soot and OH radical distribution measurements utilizing Nd:YAG laser and OPO, FDO system. The concentration of OH radical is rapidly decreased at the edge of sooting region, which implies the importance of OH radical species on the soot oxidation process. For ethylene flames, the addition of air in fuel moves the OH radical distribution towards the center line of a flame at the soot oxidation region, while the concentration of OH radical remains relatively high at the soot formation region. The interaction between soot particles and OH radicals becomes more active with fuel-air at the soot oxidation region. For propane flames, however, any indication of the increased interaction between soot particles and OH radicals with fuel-air was not noticed.

• 한국추진공학회지
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• 제23권6호
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• pp.28-38
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• 2019

액체로켓엔진용 동축 와류형 분사기에서의 화염 구조와 연소 동특성간의 관계를 파악하기 위해 기체메탄과 기체산소를 사용하여 연소실험을 수행하였다. 리세스 길이/오리피스 직경과 같은 분사기 형상과 당량비/산화제 질량유량과 같은 유동조건을 변화시키며, CH* 라디칼과 압력섭동을 동시에 측정하였다. 분사기 형상은 추진제 유속과 혼합에 영향을 주기 때문에 이에 따른 화염 구조의 변화를 알 수 있었다. 주파수 분석 결과 유동조건과 분사기 형상에 따라 연소 동특성이 변화하였으며, 특정 리세스 길이/유동조건에서 연소불안정이 발생함을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제25권2호
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• pp.1-12
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• 2021

MILD(Moderate or Intense Low-oxygen Dilution) 연소는 열에너지 분야에서 배출되는 미연 탄소와 질소 산화물을 저감하기 위한 기술로, 친환경 열 에너지 생산 기술로 평가받고 있다. MILD 연소 기술은 반응물의 예열을 통한 자발화 현상을 이용하여, 연소 반응 영역을 확장시키는 것이 핵심이다. 본 연구는 CH₄와 공기를 활용하여 반응물의 초기 온도 변화와 CO, H₂의 혼합율에 따른 CH₄의 점화 지연 시간을 수치 해석적 접근을 통해 분석하였다. 점화 지연 시간은 초기 온도와 H₂ 혼합율이 높을수록 감소하였고, CO 혼합율이 높을수록 증가하였다. 이는 H₂ 첨가 시 초기에 높은 분율의 HO₂가 메틸 라디칼(CH₃)의 분해 반응을 촉진시켜 OH를 생성하였기 때문이며, CO 첨가 시 HCO 생성에 따른 H 라디칼 소모가 증가했기 때문이다. 하지만 HCO의 생성은 점화 지연 시간에 큰 영향을 주지 않았다. 또한 연료 내 CO와 H₂를 30% 혼합한 조건에서는, NO 배출량이 각각 7%, 1% 증가하는 경향을 보였다. 이는 CO를 혼합한 조건에서 초기에 높은 NCO가 NO 생성반응률 증가에 영향을 미쳤기 때문이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권4호
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• pp.561-569
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• 2002

This paper presents an investigation on $C_2$, CH, OH radicals and NOx emissions in partially premixed flames with acoustic excitation. The radicals are visualized by the digital image technique with optical filters and ICCD camera while NOx emissions are determined by a chemiluminescent detection(NOx analyser). The measurements are made in flames with an overall equivalence ratio (${\phi}_o$) 0.5 and a center tube equivalence ratio(${\phi}_c$) varing from 1.1 to 5.0 for a constant fuel flow rate. In the case of excitation, the visual shape of the flame is changed from laminar to turbulent-like flames. Images of $C_2$, CH, and OH radicals resemble those of the flame appearances as the excitation phase is varied, and the radicals generated at the upstream are convected toward the downstream. It is inferred that the flame characteristics is affected by the flow characteristics of air-fuel mixture. In the case of acoustic excitation, OH radicals are much increased relative to unexcitation. From the radicals and flame visualization under acoustic excitation, the reduction of flame length affects the shorter residence time of center tube mixture, and significantly influences the NOx reduction.

• 한국광학회지
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• 제7권2호
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• pp.142-149
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• 1996

대향류버너의 화염에서 연소반응의 중간단계 생성물로 존재하는 OH라디칼의 축퇴 4광자 혼합스팩트럼을 비포화영역에서 Forward Box 형태의 위상정합조건으로 측정하였다. X$^{2}$.PI..rarw.A$^{2}$.SIGMA.$^{+}$ 천이선들 중 R$_{1}$-가지 분광선들의 세기로부터 회전에너지 준위의 밀도분포를 구하고 볼쯔만분포와 비교하여 온도를 구하였다. 흡수분광스펙트럼을 측정하여 화염내에서 레이저의 흡수효과를 보정하여 주었다. 측정된 온도의 오차는 2000K 근방에서 .+-.60K로서 CARS로 얻은 온도와 오차범위내에서 일치하였다. 화염의 여러부분에서 스펙트럼을 측정하여 온도분포와 OH농도분포를 얻었다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.163-170
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• 2010

소결버너를 이용한 표면점화는 제철공정에서 철광석의 소결을 위한 중요한 공정 중 하나이다. 본 연구에서는 듀얼 타입 소결 버너의 연소 특성을 분석하기 위하여 실험실적 규모의 실험과 전산 해석을 수행하였다. 라디칼 측정을 통해 연소특성을 파악하였으며, 열전대를 이용한 실험과 전산 해석 결과를 검증하였다. 검증된 전산 해석 모델을 바탕으로 싱글타입 소결 버너와 듀얼 타입 소결버너의 연소를 비교하였으며, 노즐 간격과 각도가 연소에 미치는 영향을 분석하기 위하여 3가지 노즐 간격 및 4개의 노즐 각도에 대한 전산해석을 수행하였다. 듀얼 타입이 싱글 타입 소결 버너보다 넓고 균일한 화염 폭을 형성함을 확인하였으며, 45도 비대칭 노즐 간격이 소결 베드 표면 점화를 위한 최적의 화염 폭을 형성함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.143-148
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• 2001

We measured emission indices for $NO_x$, CO, temperature and radical characteristics for partially premixied flames formed by suction & blow fans air condition. At sufficiently high levels of partial premixing a double flame structure consisting of a rich premixed inner flame and outer diffusion flame was established similar to that previously observed in premixed flames. $NO_x$, Temperature, CO values were experimented with approximately constant air flow rate and decreasing equivalence ratios. The reduction in $NO_x$ and temperature at suction condition as compared with that for blow condition was approximately 20%, but on the contrary, CO emission was increased. In addition, We measured temperature distributions and found that temperature increased continuously with increasing partial premixing. We also estimated CH, $C_2$ radical intensity. CH and $C_2$ radicals provide evidence that, for the present measurement, CH and $C_2$ radicals intensity was associsated with their premixed component. And we observed stronger $C_2$, CH radicals intensity at suction conditions than blow conditions.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.65-70
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• 2001

OH radical and NOx have been measured in a methane-air partially premixed flame using PLIF technique to define preheated air combustion characteristics. The temperature of mixture is determined by 300K, 400K, 600K and 800K below the auto-ignition temperature respectively. Flame height increases as equivalence ratio increased. As initial enthalpy is supplied, the radius of flame was increased and much amount of yellow flame in rich equivalence ratio was observed. This is due to the faster burning velocity. Also initial oxidization begins earlier as the initial temperature of mixture increased. It means that height of premixed flame front decreased. This phenomenon can be observed OH PLIF image. The qualitative analysis of OH concentration in the PLIF image shows that overall OH concentration increases with equivalence ratio and the initial temperature of mixture increased. At the preheating temperature goes up, axial gradient of OH concentration is less steep than that of lower temperature condition. This may identify that combustion reacts continuously, so preheated air combustion can evade the local heating and make high temperature indiscriminately in the overall reaction zone.