• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.40-49
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• 2016

본 연구의 목적은 저선회 모델 연소기에서 저선회 연소의 특성을 확인하는 것이다. 이를 위해 선회각도에 따른 화염의 형상 및 안정화 영역, 배기성능에 대한 평가가 실험적으로 수행되었다. 저선회 연소의 큰 특징은 화염이 부상되어 존재하게 되는데, 이러한 부상화염은 확대유동과 예혼합 화염의 전파특성이 절묘하게 결합되어 발생하게 된다. 본 연소기에서 이러한 부상화염의 특징을 속도 유동장을 통하여 확인하였으며 화염을 가시화하여 나타내었다. 가시화된 화염은 열용량과 당량비에 따라 분류하였다. 선회각도의 변화에 따른 연구를 통해 선회각도만으로도 희박 가연한계를 확장시킬 수 있음을 보였다. 또한 선회각도가 증가할수록 혼합이 향상되고 체류시간이 짧아져 NOx와 CO의 배출이 감소되는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권10호
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• pp.1148-1155
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• 2005

In this study, the influence of changing combustor pressure on nitric oxide emission was investigated. Expansion of reaction region was more clear in the P$^{*}$ <1 conditions compared to the P$^{*}\geq1$ conditions, and it could be observed that flames are distinct in the P$^{*}\geq1$ conditions and that brightness is relative low and wide distribution is shown in the P$^{*}$ <1 conditions. In the respect of temperature distribution, narrow and high-temperature region was shown in the P$^{*}\geq1$ conditions. On the other hands, overall uniform temperature distributions were shown in the P$^{*}$ <1 conditions. Nitric oxide emission decreased with decreasing combustor pressure. This tendency was explained by the mean flame temperature distribution. Low NOx combustion is ascribed to wide-spread reaction region in the low combustor Pressure and oscillation were shown P$^{*}\leq0.97$, and strength and sizes of oscillation were more increased with lower pressure index. These results demonstrate that flame shape and nitric oxide emission can be controlled with changing combustor pressure.

• 한국가스학회지
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• 제26권6호
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• pp.37-44
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• 2022

본 연구에서는 SN(Swirl Number)는 같지만 코어부와 스월러부의 질량유량비(m)가 다른 저선회 노즐 2종을 설계하여 상압 연소성능 시험을 수행하였다. 각 노즐에 대해 단열화염온도에 따른 연소성능 실험을 수행하였고 화염구조 특성, NOx 배출 특성, 연소진동 모드를 파악하였다. 화염구조가 크게 차이가 있었지만 CO 배츨 특성은 유사하였고 NOx 배출 특성도 화염구조보다는 연소진동과 더 큰 관련성이 있음을 보였다. 연료노즐의 위치를 변경하여 대류지연시간을 조절하면서 연소진동 및 NOx 배출 특성을 파악하였는데 대류지연시간이 연소진동 주기의 (3+4n)/4±1/4 (n=0,1,2,...) 영역에 들어올 때 진소진동이 강하게 나타나고 반대의 경우는 연소진동이 아주 약하게 발생함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.137-143
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• 2011

본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤엔진에 바이오디젤 혼합 디젤연료를 적용하였을 경우 엔진의 연소특성과 배출물 저감효과를 실험적으로 구한 것이다. 실험 연료는 바이오디젤 20%와 디젤연료 80%(체적분율)를 혼합한 BD20과 저유황디젤연료(ULSD)를 사용하였으며, 연료분사압과 엔진회전수를 변수로하여 실험을 수행하였다. 실험결과 B20과 ULSD 모두 연료분사압력이 증가함에 따라 NOx 배출농도는 증가하고, Soot 배출량은 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 BD20의 경우 ULSD와 비교하여 NOx 배출농도는 다소 증가하였으나, Soot 배출량은 현저하게 감소하였다. 또한, 회전속도가 1000rpm에서 2000rpm으로 증가함에 따라 NOx 배출농도는 감소하고, Soot 배출량은 낮은 분사압력에서 현저히 증가하는 경향을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.547-552
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• 2010

본 연구에서는 VIStA(Vortex Inertial Staged Air) 버너를 개조하여 관류보일러에 적용하였다. 개조는 크게 2가지 부분에서 이루어 졌는데, 먼저 원형에서 채택한 예혼합 연소 방식을 사용상 편의와 안전을 위해 비예혼합방식으로 변경하였다. 연소 방식의 변경에 따라 공기 1차, 2차에 별도의 송풍기를 사용하던 공급 방식도 변경하여 본 연구에서는 하나의 송풍기로부터 공기를 공급받아 댐퍼를 통하여 1, 2차 연소실에 분할하여 공기를 공급하도록 하였다. 본 연구에서는 질소 산화물(NOx)의 생성을 억제하는 최적의 운전 조건을 찾기 위하여 전체 공기비 및 1, 2차 연소실로의 공기 분배 비율에 따른 NOx 생성 특성을 관찰하였다. 본 연구에서 산업용 보일러에 적용하기 위해 개조한 비예혼합 방식의 VIStA 버너를 설치한 결과, 기존의 일반 버너에 비해 균일한 화염을 얻었고 질소 산화물을 최대 20%까지 줄일 수 있는 것을 확인하였다.

• 기계저널
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• 제34권12호
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• pp.929-939
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• 1994

최근 환경문제와 관련하여 정제된 석유 연료가 아닌 천연가스와 같은 연료의 사용이 증가하면서 산업용 가스터빈의 연소기술에 대한 관심이 집중되고 있다. 가스터빈 연소로 생성되는, 환경을 위협하는 오염물은 연기, 수증기, 일산화탄소(CO), 미연 탄화수소, $NO_{x}$, $SO_{x}$ 등이 있다. 수증기 및 일산화탄소는 지구 온실화에 영향을 미치고 있으나 그다지 심각한 정도는 아 니며, $SO_{x}$는 독성이 있으나 연료 정제시 제거되어질 수 있다. $NO_{x}$는 지구의 오 존층을 파괴하여 생태계를 위협하기 때문에 오염 배출물중 가장 심각하게 고려되어지고 있다. 미국에서는 법으로 산업용 가스터빈의 $NO_{x}$의 양을 규제하고 있는데 15% 산소배출농도에 대하여 1984년에 75ppm에서 1993년에 30ppm으로 낮추어 규제하고 있다. 일본도 미국과 비슷한 수준으로 규제하고 있으며, 따라서 최근의 가스터빈 연소기술은 저 $NO_{x}$연소기에 대한 것으로 저$NO_{x}$연소에 관한 개론 및 가스터빈 연소기의 저$NO_{x}$화 방법, 그리고 미 국과 일본의 최근의 저$NO_{x}$연소기 개발동향에 대하여 다루고자 한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권1호
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• pp.62-71
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• 2015

세계적으로 급증하는 전력수요에 대처하고, $CO_2$ 배출을 줄이고자 인구가 밀집되어 있는 도심지에 복합화력 발전소가 건설되고 있다. 환경규제가 계속적으로 강화됨에 따라 NOx 배출량을 줄이고자 저 NOx 버너, SCR 등 여러 가지 설비들을 설치하고 있다. 본 연구는 경기도 고양시 소재의 일산열병합발전소 1개소에서 배출되는 질소산화물을 TMS를 이용하여 배출계수를 산정하여 이를 전산유체동역학(CFD)에 적용하여 질소산화물의 거동을 살펴보고, 현장 실측 결과와 비교 검토하였다. 실측 기간 중 측정 시간에 따른 주 풍향 풍속의 순간적인 변화로 인해 실측 결과와 CFD 모델링 결과의 차이가 나타날 수 있으나, 모델링 결과와 실측 결과는 대부분 예측지점에서 유사한 농도로 나타났다. 향후 주변농도를 고려한 기여농도를 산출하여 실측농도에 가까운 예측농도 도출이 가능 할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권6호
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• pp.114-124
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• 2020

시멘트 산업에서 질소산화물 배출은 중요한 문제로 인식되고 있으며 이를 저감하는 기술은 공정변경, 단계적 연소, 저 NOx 버너, SNCR, SCR로 나눌 수 있다. 이중 시멘트 산업에서 가장 많이 사용되고 있는 SNCR 운영만으로는 향후 강화될 배출허용기준을 만족시키기 어려울 것이 예상되며 SCR 등의 추가적인 장비 개선 및 기술 확보가 필요한 상황이다. 이에 따라 최근에는 국외를 중심으로 SNCR 및 SCR 동시 적용 기술, 분진 및 탈질 필터 기술과 NO 산화를 이용한 제거기술 등을 개발하고 있다.

• 한국연소학회지
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• 제9권1호
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• pp.25-31
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• 2004

Various types of the air/fuel pre-mixer have been designed and tested to investigate the combustion characteristics of the lean-premixed gas turbine combustor, such as NO emission and flame stability. One type of the pre-mixers has been selected and installed to a 70 kW lean-premixed gas turbine combustor. The concentrations of CO and NO were measured with varying equivalence ratios in the combustion chamber at ambient pressure. The result shows that the emissions of CO and NO are heavily affected by the shape of the pre-mixer. The NO and CO emissions decreased, as the mixing ratio of air and fuel increased. In addition, the NO emission of the lean-premixed low NOx combustor is more dependent on the equivalence ratio than that of the conventional combustor.

• 에너지공학
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• 제13권1호
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• pp.20-27
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• 2004

본 연구에서는 고점도 저질유를 연료로 사용하는 디젤기관에 있어서 연료에 저비점 함산소물질을 혼합하였을 때의 배기배출물 특성변화에 대해 조사하였다. 실험은 6종류의 혼합물을 여러 혼합비로 베이스 연료에 첨가하여 기관 성능과 배기배출물 특성 변화에 대해 실시하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 저질유로의 저비점물질 흔합에 의해 매연 CO, PM, SOF 및 열소비율이 대폭적으로 개선되었다. 이러한 경향은 분사시기 지연시에 현저하였으며, 혼합물질의 비점이 낮을 수록 혼합비율이 클수록 또한 비함산소 물질보다는 함산소물질에 있어서 더 현저하였다. 또한, 저질유에 함산소물질 DMM을 20 vo1.% 흔합하고 연료분사시기를 지연시킬 경우에는 통상의 경유 운전을 상회하는 NOx-매연 트레이드 오프 관계가 얻어졌다. 따라서, 고점도의 저질유연료를 사용하는 디젤운전에 있어서도 저비점 함산소물질의 혼합에 의해 효과적이고 청정하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.