• 제목/요약/키워드: 예혼합기

검색결과 250건 처리시간 0.025초

화염묘사함수 모델링 결과를 이용한 한계 진폭 예측 (Limit Cycle Amplitude Prediction Using Results of Flame Describing Function Modeling)

  • 김지환;김진아;김대식
    • 한국추진공학회지
    • /
    • 제20권6호
    • /
    • pp.46-53
    • /
    • 2016
  • 희박 예혼합 가스터빈의 연소 불안정 현상을 이해하기 위해서는, 선형 과정에 의하여 얻어지는 고유주파수 및 초기 성장률뿐만 아니라, 연소기 비선형 특성에 의존하는 한계진폭의 예측이 필요하다. 특히 현재의 연구에서는 비선형 거동에 의한 한계 진폭을 예측하기 위해서 유동 섭동과 열발생의 비율이 주파수와 속도 진폭을 정의할 수 있는 화염묘사함수를 적용하였다. 본 연구에서는 화염묘사함수를 얻기 위하여 CFD 기법이 적용되었으며, 이를 통하여 비선형 열음향 해석으로부터 불안정 한계 진폭을 예측할 수 있었다.

로터스 금속의 제조 기술 및 응용

  • 현승균
    • 한국재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
    • /
    • pp.57.1-57.1
    • /
    • 2012
  • 금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나 강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에 있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 반면에 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이 다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽 등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질 구조에 관한 연구가 활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한 응용이 전개되고 있다. 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스 금속의 제조 원리는 용융금속의 높은 가스용해도와 고체금속의 낮은 가스고용도의 차이를 이용하여 응고할 때 고용되지 않는 가스원자가 기포를 형성시키는 것이다. 수소용해도는 모든 금속에 있어서 온도상승에 따라 증가하지만 융점에 있어서 용해도의 불연속적 증가를 나타내며 응고할 때 고액계면에서 다량의 가스를 방출하고 기공 생성을 야기한다. 특히, 고 액상에 있어서 수소용해도 차가 큰 마그네슘, 니켈, 철, 동 등은 기포를 생성하기 쉽다. 또한 기공의 배열구조를 제어하기 위해 일방향응고법를 이용하여 기공에 방향성을 부여한다. 외관상 기공구조가 연근뿌리를 닮은 것으로 부터 로터스 금속이라는 명칭이 널리 알려져 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 로터스 금속은 기공 방향, 기공크기, 기공률을 자유롭게 제어할 수 있고 우수한 기계적 성질이 기존의 발포금속, 소결금속과 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 이러한 기공구조는 용해온도, 응고속도, 분위기 가스압, 불활성가스와의 혼합체적비 등의 제어를 통해서 조절할 수 있다. 이와 같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용을 기대한다.

  • PDF

메탄-불소계 화합물의 예혼합화염 구조에서 산소 부화의 효과 (Effects of Oxygen Enrichment on the Structure of Premixed Methane/Fluorinated Compound Flames)

  • 이기용
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제35권8호
    • /
    • pp.839-845
    • /
    • 2011
  • 산소부화 조건의 $CH_4/O_2/N_2$ 화염에서 트리플루오르메탄의 영향을 조사하기 위해 1기압에서 자유롭게 전파하는 예혼합 화염에 대한 수치해석을 수행하였다. 트리플루오르메탄은 화염속도 감소에 기여하며, 감소의 크기는 화학적 효과보다 물리적 효과에 의해 더 크다. 트리플루오르메탄은 산소부화된 $CH_4/O_2/N_2$ 화염에서 더 많이 첨가되고 소비될 수 있다. 트리플루오르메탄은 주로 $CF_3{\rightarrow}CF_2{\rightarrow}CF{\rightarrow}CF:O{\rightarrow}CO$을 통해 분해되고, 산소부화 화염에서 $CHF_3+M{\rightarrow}CF_2+HF+M$이 중요한 역할을 한다. 억제제가 산소 부화 화염에 첨가함에 따라 활성기 최대 농도의 위치는 상대적으로 낮은 온도로 이동하고, OH의 순생성률은 H의 순생성률보다 높다.

개질기용 예혼합 연소장치의 연소특성 연구 (Combustion Characteristics of Premixed Burner for Fuel Reformer)

  • 이필형;이재영;한상석;박창수;황상순
    • 대한기계학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
    • /
    • pp.2181-2185
    • /
    • 2008
  • Fuel processing systems which convert HC fuel into $H_2$ rich gas (such as stream reforming, partial oxidation, auto-thermal reforming) need high temperature environment($600-1000^{\circ}C$). Generally, anode-off gas or mixture of anode-off gas and LNG is used as input gas of fuel reformer. In order to make efficient and low emission burner system for fuel reformer, it is necessary to elucidate the combustion and emission characteristic of fuel reformer burner. The purpose of this study is to develop a porous premixed flat ceramic burner that can be used for 1-5kW fuel cell reformer. Ceramic burner experiments using natural gas, hydrogen gas, anode off gas were carried out respectively to investigate the flame characteristics by heating capacity and equivalence ratio. Results show that the stable flat flames can be established for natural gas, hydrogen gas, anode off gas and mixture of natural & anode off gas as reformer fuel. For all of fuels, their burning velocities become smaller as the equivalence ratio goes to the lean mixture ratio, and a lift-off occurs at lean limit. Flame length in hydrogen and anode off gas became longer with increasing the heat capacity.

  • PDF

개질기용 Anode off gas와 LNG의 예혼합 연소특성 (Premixed Combustion of the Mixture of Anode-off Gas from Reformer and LNG)

  • 이재영;이필형;한상석;박창수;황상순
    • 대한기계학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
    • /
    • pp.2198-2203
    • /
    • 2008
  • Hydrogen which can be produced through reforming process of hydrocarbon fuel is supplied into anode side of fuel cell system. In the fuel cell, only 70% of hydrogen is consumed through electrochemical reaction and 30% hydrogen passed by as anode off gas. When electrical output of fuel cell is within range of 1.0 to 3.0kW, burner for the reformer uses only anode off gas. And it uses mixture gas of anode off gas and LNG within range of 3.5 to 5.0kW in electrical output. CHEMKIN 4.1 program's Premixed code was used for calculating the properties of each gas. Results show that burning velocity and adiabatic flame temperature are 34.4cm/s, 1681.7K at equivalence ratio 0.8 within range of 1.0kW to 3.0kW and for cases of 3.5kW, 5.0kW, of electrical output, burning velocity and adiabatic flame temperature represent 30.5, 29.8cm/s and 1722.8, 1750K respectively. CO shows the lowest emission index at equivalence ratio 0.8 and NOx reveals the highest emission index at equivalence ratio 1.

  • PDF

연료조성에 따른 HCCI 엔진의 냉염 및 열염의 2단연소 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Two Stage Ignition of Cool Flame and Hot Flame in HCCI Engine According to Fuel Composition)

  • 이기형;김형민;류재덕;이창식
    • 한국자동차공학회논문집
    • /
    • 제12권1호
    • /
    • pp.17-24
    • /
    • 2004
  • As the environmental pollution becomes serious global problem, the regulation of emission exhausted from automobiles is strengthened. Therefore, it is very important to know how to reduce the NOx and PM simultaneously in diesel engines, which has lot of merits such as high thermal efficiency, low fuel consumption and durability. By this reason, the new concept called as Homogeneous Charge Compression Ignition(HCCI) engines are spotlighted because this concept reduced NOx and P.M. simultaneously. However, it is well known that HCCI engines increased HC and CO. Thus, the investigation of combustion characteristics which consists cool and hot flames for HCCI engines were needed to obtain the optimal combustion condition. In this study, combustion characteristics for direct injection type HCCI engine such as quantity of cool flame and hot flame, ignition timing and ignition delay were investigated to clarify the effects of these parameters on performance. The results revealed that diesel combustion showed the two-stage ignition of cool flame and hot flame, the rate of cool flame increase and hot flame decrease with increasing intake air temperature. On the other hand, the gasoline combustion is the single-stage ignition and ignition timing is near the TDC. In addition mixed fuel combustion showed different phenomenon, which depends on the ratio of gasoline component. Ignition timing of mixed fuel is retarded near the TDC and the ignition delay is increased according to ratio of gasoline.

공유결합 트리아진 구조체 기반 분리막의 최근 발전 (Recent Advances in Covalent Triazine Framework based Separation Membranes)

  • 김에스더;라즈쿠마 파텔
    • 멤브레인
    • /
    • 제31권3호
    • /
    • pp.184-199
    • /
    • 2021
  • 공유결합 유기 구조체(COF)의 한 가지로서, 공유결합 트리아진 구조체(CTF)는 이온 열 삼량 체화 반응을 통해 제조된 반복되는 육각형 트리아진 고리의 네트워크로 구성되어 본질적으로 다공성 구조를 가진다. 또한 일부 화학 물질에 대한 친화성을 높이고 다른 화학 물질을 배제하는 많은 질소 작용기를 포함한다. 조절 가능한 특성 때문에 많은 연구자들이 기체 및 액체 분리 공정을 위한 CTF의 소재를 합성하고 테스트했다. 새로운 CTF, 혼합 CTF 복합재 및 CTF 멤브레인에 대한 다양한 연구가 기체흡착, 기체분리(예 : CO2, C2H2, H2 등) 및 담수화에 대해 연구되었다. 일부 CTF 연구는 고급 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 한계와 잠재력을 결정했으며 후속 실험에서는 광촉매 특성에 대한 CTF를 테스트하여 더 큰 지속 가능성을 위한 재활용 가능성을 제안했다. 이 총설에서는 공유결합 트리아진 구조체 기반 분리막에 대해 설명할 예정이다.

제주도 화산암류의 Sr-Nd-Pb 동위원소 연구 (Sr-Nd-Pb Isotopic Compositions of Lavas from Cheju Island, Korea)

  • 박준범;박계헌;정창식
    • 암석학회지
    • /
    • 제5권1호
    • /
    • pp.89-107
    • /
    • 1996
  • 제주도의 알칼리암류 및 솔라아이트에 대한 Sr, Nd 그리고 Pb 동위원소비의 특징은 서루 유사하거나, 솔리아이트가 조금 더 부화된 특징을 갖는다. 그러나 분출시기에 따라 솔리아이트의 즉징을 구분하면, 전기의 것은 Lee (1982)의 용암대지 형성기의 알칼리암류와 유사한 반면, 후기의 것은 이 연구의 알칼리암류와 유사하다. 이는 알칼리암류와 솔리아이트가 동질의 근원에서 유래하였음을 지시하며, 분출 시기에 따라 부분용융된 맨틀 근원지으 성질이 차이가 있었음을 시사한다. 제주도 화산암류는 사모아 군도의 화산암류의 변화 및 남중국 분지 화산암류의 변화 경향과 중첩되어 DMM과 EM II 사이의 혼합으로 잘 설명될 수 있는 변화경향을 지닌다. 이는 제주도를 제외한 우리나라의 신생대 화산암류 및 북동 중국 화산암류들이 DMM-EM I사이의 혼합으로 설명이 되는 변화경향을 보이는 것과 차이가 난다. DMM-EM II 맨틀 물질간의 섞임 계산 결과, 제주도 화산암류를 형성한 맨틀 물질은 결핍 맨틀 (DMM)에 부화된 맨틀 (EMII)물질이 약 10% 이내의 비율로 섞인 특징을 가짐을 지시한다. 제주도를 포함한 우리나라 및 중국의 신생대 화산암류의 동위원소적 특징을 북중국 지괴와 남중국 지괴으 충돌이론(예,Yin and Nie, 1993)과 결부시키면, 부화된 맨틀 물질의 공급원으로 고려되는 대륙암권 맨틀의 지화학적 조성이 지괴에 따라 차이가 있었음을 나타낸다. 즉 북중국 지괴는 EM I의 표식을, 남중국 지괴는 EM II의 표식을 가지고 있었을 경우로 설명될 수 있음을 제시한다.

  • PDF

폴리실란의 합성 (Ⅱ): 초음파 화학적 연구 (Syntheses of Disubstituted Polysilanes (Ⅱ): Sonochemical Study)

  • 이규환;전태하
    • 대한화학회지
    • /
    • 제43권1호
    • /
    • pp.28-42
    • /
    • 1999
  • 크기가 큰 치환기의 폴리실란-[2-($R^1R^2$-phenyl)propyl]Si[$R^3$]-[예:$R^1=R^2$=H, $R^3$=n-hexyl; 폴리(2-페닐프로필)(n-헥실)실란]을 초음파 화학적 방법을 사용하여 Wurtz 축합반응에 의해 합성하였다. 초음파는 톨루엔 용매 중 금속 나트륨을 분산시켜 작은 크기와 높은 표면 활성의 나트륨을 형성하였으며 이에 의해 Wurtz 축합반응이 진행되었고 또한 초음파는 부 생성물인 염화나트륨이 나트륨 표면에 침착되는 것을 방지하여 표면활성이 지속적으로 유지되도록 하여 효율적인 반응이 기대되었다. 폴리실란 생성물은 저분자량의 중합체(분자량~$10^3$)와 고분자량의 중합체(분자량~$10^6$)의 혼합물로 얻어 졌다. 전체 수득률은 75-99% 이었으나 $R^3$가 n-hexyl기인 경우에는 혼합비율은 고분자량 중합체가 주 생성물로, cyclohexyl 또는 2-phenylethyl기인 경우에는 저분자량 중합체가 주 생성물로 얻어져 폴리실란의 치환기 종류에 영향을 받는 것으로 나타났으나 $R^1, R^2$의 변화는 영향을 나타내지 않았다.

  • PDF

이중원추형 모형연소기에서 압력과 공기비에 따른 NOx 배출특성 (Effect of Pressure and Stoichiometric Air Ratio on NOx Emissions in Gas-Turbine Dump Combustor with Double Cone Burner)

  • 남동현;남현수;한동식;김규보;조승완;김한석;전충환
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제36권3호
    • /
    • pp.251-257
    • /
    • 2012
  • 본 연구에서는 이중원추형 버너가 장착된 고압연소기를 이용하여 입구공기온도, 공기비 그리고 연소실 압력조건에 따른 NOx 배출 특성을 실험적으로 조사하였다. 배기가스 온도와 NOx 배출량은 동일한 연소실 끝단지점에서 측정되었다. NOx 배출량은 공기비가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 입구공기 온도와 연소실의 압력이 높아질수록 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 입구공기 온도의 증가는 희박 영역에서 가연한계를 증가시켜 높은 단열화염 온도를 가짐에도 불고하고 저감된 NOx 배출 수준을 얻을 수 있었다. 연소실 압력이 증가할수록 Thermal NOx의 영향을 받는 영역에서의 NOx 배출은 큰 폭의 상승을 보였으나, 공기비가 1.8이상인 영역에서는 적은 연료량으로 인하여 적은 상승폭을 나타내었다.