• 제목/요약/키워드: 예혼합기 연소

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물혼합에 의한 메탄-공기 예혼합기의 연소(4) - 연소가스분석- (Combustion in Methane-Air Pre-Mixture with Water Vapor -Burned Gas Analysis-)

  • 권순익;김상진
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.21-26
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    • 2013
  • Burned gas of methane-air mixtures with water vapor have been analysed to study the exhaust emission using gas-chromatography and computation. The computations were carried out for the gas analysis using premix code of Chemkin program to compare the experimental results. The quantity of water vapor contained were changed 5% and 10% of total mixtures, and equivalence ratio of mixtures between 0.6 and 1.2 were tested under the ambient temperature 323K and 373K. The results showed CO, $CO_2$ decreased and $H_2$ increased by increasing the water contents. The CO increased and $CO_2$ decreased by increasing the ambient temperature. The $CO_2$ shows the maximum product at equivalence ratio 1.0, in otherwise the $CH_4$ produced the minimum values in the same range. The results showed little difference between these two methods.

물 혼합에 의한 메탄-공기 예혼합기의 연소(1) - 화염전파과정 (Combustion in Methane-Air Pre-Mixture with Water Vapor(1) - Progress of Flame Propagation)

  • 권순익
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.5-10
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    • 2008
  • A flame speed of methane mixture of water vapor and air have been measured to study the process of flame propagation using schlieren photographs. The quantity of water vapor contained were changed 5% and 10% of total mixture, and equivalence ratio of mixture between 0.8 and 1.2 were tested under the ambient temperature 323K and 373K. The results showed that the burning velocity was decreased by increasing the water vapor contents due to the interruption of flame development. And, the reduction rate of burning velocity was smaller by increasing the water contents under the same ambient temperature. The effects of ambient temperature on burning velocity was decreased by increasing the water vapor contents.

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가스터어빈 연소기의 화염 안정화와 제어 (Flame Stabilization and Control in Gas Turbine Combustor)

  • 최경민
    • 한국분무공학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.24-30
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    • 2003
  • This paper presents the characteristics of lifted height and flame length from non-premixed jet flames in highly preheated air to investigate the detail combustion mechanism in the gas turbine or HCCI engine, etc. Special attention was paid to the effect of preheated air temperature, oxygen concentration and fuel injection flow rate on flame length and lifted hight. By using highly preheated air, stable flames were formed even in low oxygen concentration condition. The lifted height increased with decreasing preheated air temperature, where the flame length showed opposed phenomena. The flamelet model, which is thought to have very thin flamelet, is difficult to applicable to the present flame conditions which is formed In low oxygen concentration in highly preheated air.

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매트 형태의 예혼합 촉매 버너에 의한 복사 건조 특성 (Drying Characteristics of a Radiative Industrial Dryer Adopting a Mat-Type Premixed Catalytic Burner)

  • 김혁주;안준;송광섭
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권7호
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    • pp.735-742
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    • 2011
  • 인체에 유해한 질소산화물($NO_x$)의 생성을 억제하면서 열효율을 높일 수 있는 새로운 버너의 개념으로 촉매 버너가 제안되었고 본 연구에서는 대표적인 에너지 다소비 설비인 건조기에 사용하기 위한 촉매버너를 개발하였다. 산업용 건조기에 활용하기 위해 촉매버너는 평평한 매트 형태로 제작되어 열전달 면적을 극대화하였고 밀폐 공간인 건조실에 활용하기 위하여 예혼합 연소방식을 적용하였다. 새로 개발된 촉매 버너를 산업용 건조기에 적용하여 실험한 결과 열에너지가 원적외선 형태로 공급되어 감율건조 영역에서 식품과 같은 유기물을 효과적으로 건조할 수 있음을 확인하였다. 또한 건조기의 열효율은 건조속도보다 피건조물의 함수율에 보다 큰 상관관계를 나타내었다.

세라믹 매트릭스 버너에 형성된 예혼합 화염의 NOx 및 CO 배출특성 (Nitric Oxide and Carbon Monoxide Emission from a Premixed Flame Stabilized in a Porous Ceramic Matrix Burner)

  • 정종수;이교우
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권10호
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    • pp.3243-3250
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    • 1996
  • Emission characteristics of nitric oxides and carbon monoxide from a porous media combustor has been experiment studied. The relationship between the change of flame shape and emission has also been examined. As the equivalence ratio decreases, the flame shape on the ceramic matrix plate changes from a diffusion flame, R(radiant)-type flame, to B(Blue)-type flame. With large fuel flow rate, R-type flame turns to be two dimensional R-II type flame around the equivalence of 0.7. Carbon monoxide emission increases very rapid with decreasing equivalence ratio. It changes a lot from some 10 ppm to 100-10,000 ppm with the change of flame type from R-I to R-II type. Nitric oxide emission from the premixed burner is less than 25 ppm over all range of fuel flow rate, which is less than 20% of NOx emission from conventional gas burners.

이중 콘형 부분예혼합 GT 연료노즐의 연소특성 및 발전플랜트 실증 (Combustion Characteristics and On-site Performance Test of a Double-cone Partial Premixed Nozzle with Various Fuel hole Patterns)

  • 김한석;조주형;김민국;황정재;이원준;민경욱;강도원
    • 한국가스학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.22-28
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    • 2021
  • 발전용 가스터빈에 사용되는 이중 콘형 예혼합 연소기의 성능 개선 및 검증을 위하여 기존 노즐에서 연료 분사 특성을 개선한 노즐(분사구 직경 증가, 분사구 수 감소, 총 분사면적 유지)을 이용하여 고압 및 다중화염 조건에서 실험 연구를 수행하였으며 배기가스 특성을 기존 노즐과 비교하였다. 실험 결과로는 노즐의 연료 직경을 크게 한 경우 연소용 공기로 연료의 침투 거리가 증가하기 때문에 콘 내부에서 연료와 공기의 혼합특성이 개선되어 상압뿐만 아니라 압력 상승 시 NOx 배출 농도는 감소하며 다중 화염의 경우 화염간 연소영역의 중첩이 감소하게 되어 NOx 배출은 감소하지만 화염 안정성은 저하된다. 연료 분사구를 개선한 노즐의 발전 플랜트 실증 결과는 실험 결과와 같이 기존 노즐에 비하여 NOx 농도가 낮게 배출되었다.

음향 경계 조건이 가스터빈 연소기에서의 연소불안정에 미치는 영향 (Effects of Acoustic Boundary Conditions on Combustion Instabilities in a Gas Turbine Combustor)

  • 임재영;김대식;김성구;차동진
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.15-23
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    • 2015
  • 본 연구는 유한요소해석 기반의 Helmholtz solver인 ASCI3D를 사용하여 예혼합 가스터빈 연소기에서 연소불안정 현상과 관련된 주요 결과들을 예측하였다. 해석결과는 실험결과와 비교할 때 일반적인 불안정 특성 예측에는 성공하였으나, 불안정 구간이 나타나는 영역을 다소 과대 예측하는 경향이 발견되었다. 이를 개선하기 위한 노력으로 반사계수가 불안정 특성에 미치는 영향이 분석되었다. 결과로부터 반사계수는 불안정 특성에 큰 영향을 미치고, 정확한 예측 결과를 얻기 위해서는 정확한 음향 경계 조건의 정의가 필수적인 것으로 나타났다.

화학반응수치해석을 이용한 HCCI기관의 예혼합기의 성층화성이 연소시의 압력 상승률에 미치는 영향 (Numerical Analysis of Effect of Inhomogeneous Pre-mixture on Pressure Rise Rate in HCCI Engine by Using Multizone Chemical Kinetics)

  • 임옥택
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권5호
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    • pp.449-456
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    • 2010
  • HCCI 엔진은 고효율, 저공해를 실현할 수 있는 차세대 내연기관이다. 그러나 HCCI 엔진이 상용화되기 위해서는 몇 가지 문제점들이 해결되어야 한다. 그 중에서 가장 큰 문제점은 과도한 압력 상승률이 노킹을 발생시키기 때문에 운전영역이 제한되는 것이다. 이번 연구의 목적은 HCCI 엔진에서 압력상승률 저감을 위하여 온도 성층화와 농도 성층화 효과를 조사하는 것이다. 그리고 Multi-zone 모델을 이용한 화학반응 수치해석을 통하여 연소 및 배기가스 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 수치해석에서 2 단계 열발생을 가지는 DME와 1단계 열발생을 가지는 메탄을 사용하였다.

희박 예혼합 덤프 연소기에서 OH 자발광을 이용한 열 방출에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Heat Release in a Lean Premixed Dump Combustor Using OH Chemiluminescence Images)

  • 문건필;이종호;전충환;장영준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권11호
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    • pp.1368-1375
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    • 2004
  • Measurements of OH chemiluminescence in an atmospheric pressure, laboratory-scale dump combustor at equivalence ratios ranging from 0.63 to 0.89 were reported. The signal from the first electronically excited state of OH to ground state was detected through a band-pass filter with an ICCD. The objectives of this study are two: One is to see the effects of equivalence ratio on global heat release rate and local Rayleigh index distribution. To get the local Rayleigh index distribution, the line-of-sight images were inverted by tomographic method, such as Abel do-convolution. Another aim is to investigate the validity of using OH chemiluminescence acquired with an ICCD as a qualitative measure of local heat release. For constant inlet velocity and temperature, the overall intensities of OH emission acquired at different equivalence ratio showed periodic and higher value at high equivalence ratio. OH intensity averaged over one period of pressure increased exponentially with equivalence ratio. Local Rayleigh index distribution clearly showed the region of amplifying or damping the combustion instability as equivalence ratio increased. It could provide an information/insights on active control such as secondary fuel injection. Finally, local heat release rate derived from reconstructed OH images were presented fur typical locations.

싸이클론 유동을 이용한 예혼합 다단연소기의 NOx 및 CO 배출특성 (NOx and CO Emission Characteristics of Premixed Oxidizer-staging Combustor using a Cyclone Flow)

  • 김종현;이현용;황철홍;이창언
    • 한국연소학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.7-13
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    • 2008
  • The aim of this work is to identify application of ultra low NOx and CO combustor. To achieve this, we developed the premixed oxidizer-staging combustor using a cyclone flow. Various factors such as equivalence ratio for the combustion condition and swirl type for secondary air injection have been tested experimentally for flame stability and NOx, CO emission characteristics. Before to do this, we had been tested cyclone premixed combustor in advance. it is similar to first combustor of premixed oxidizer-staging combustor. As a result, cyclone premixed flame shows the very high flame stability and low NOx emission. however, it can be identified that there were some problems such as a little high CO emission and thermal resistance of combustor wall. Cyclone premixed oxidizer-staging combustor can resolve those of problems. In our combustor, we can found out optimal condition that the secondary air injection method is swirl type, swirl direction is co-swirl and equivalence ratio of first combustor is 1.3. Quantitatively, we can achieve 10.8 ppm for NOx and 30.2 ppm for CO emissions respectively. Form this result, we can identified that cyclone premixed oxidizer-staging combustor can apply to ultra low NOx and CO combustor.

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