• 제목/요약/키워드: 촉매예열

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자체 예열식 촉매 열 교환식 연소특성 (The Combustion Characteristice of the Self Preheating Type Catalyic Heat Exchanger)

  • 유상필;송광섭;서용석;조성준;류인수
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2001년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.45-52
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    • 2001
  • 촉매연소의 응용기기 개발을 위한 연구의 일환으로, 촉매연소가 도입된 열교환기에 대한 연소특성을 분석하였다. 정상상태에서 촉매연소를 이용한 혼합가스의 예열과 가열매체에 대한 열 공급이 동시에 이루어지도록 장치를 구성하고, 특성실험을 수행하였다. 혼합가스의 예열온도, 유속, 당량비 등에 대한 연소특성을 분석하고, 촉매 층의 온도분포에 따른 연소특성도 살펴보았다. 제한된 온도범위 내에서 연소반응이 정상상태에 도달되는 것은 촉매연소 기기 개발에 매우 중용한 요소이며, 이를 위해서 혼합가스의 예열온도, 유속 당량비 등이 일정한 범위에서 제어되어야 하고, 촉매 층의 열평형이 이루어져야 됨을 알았다.

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비예열 시동특성을 갖는 이원 촉매 베드 과산화수소 가스발생기 (Hydrogen Peroxide Gas Generator with Dual Catalytic Bed for Non-preheating Start-up)

  • 임하영;안성용;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.163-167
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    • 2007
  • 은 촉매는 과산화수소 촉매분해에 많이 사용되지만, 상온에 시동이 어렵고 높은 온도에 적용하기 곤란하다. 본 논문에서는 은이 가지고 있는 단점을 극복하기 위해 기화기와 고온 촉매 베드로 구성된 이원 촉매 베드에 대한 연구를 수행하였다. 백금을 기화기 촉매로, perovskite 구조를 가지는 촉매를 고온 촉매로 선정하였고, 가스발생기를 이용한 시험을 통해 상온에서 예열이 없이도 시동이 가능함과 고온에서 안정적으로 작동함을 보여주었다.

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$N_2O$ 단일 추진제 추력기 개발을 위한 촉매 분해 시험 (Catalytic decomposition of $N_2O$ to develop monopropellant thruster)

  • 진정근;;안성용;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.269-272
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    • 2009
  • 친환경 추진제인 $N_2O$ 단일추진제 추력기 개발을 위하여 $N_2O$ 촉매 분해 시험을 수행하였다. 백금(Pt), 이리듐(Ir)을 알루미나 펠렛에 코팅한 촉매를 삽입하여 압력을 달리하고 분해 반응이 시작되는 최저 예열 온도를 측정하였다. 실험 결과 Ir이 $N_2O$ 분해 반응에 더 적합하며 최저 요구 예열 온도도 낮게 나타났다. 또한 요구 예열 온도는 챔버 압력이 증가함에 따라 감소하였다. 그러나 지속적인 분해 반응시험을 통해 Ir의 산화 반응에 의한 반응성 저하 현상이 나타남을 실험적으로 확인하였다.

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친환경 추진제를 사용하는 액체로켓엔진 점화기의 설계 및 운용 조건이 점화 특성에 미치는 영향 (Design of Hydrogen Peroxide/Kerosene Ignitor and Ignition Characteristic according to Operation Condition)

  • 황오식;김태완;전준수;고영성;김유;김선진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.74-77
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    • 2009
  • 본 연구에서는 과산화수소/케로신 촉매 점화기의 최적 설계를 위하여 점화기 설계와 운용 조건에 따른 점화 특성을 확인하였다. 그 결과 촉매대의 출구 면적은 분해된 가스가 쵸킹이 발생하지 않도록 충분하여야 하며, 케로신은 촉매대 중앙에서 미립화가 잘되도록 분무하여야 함을 확인하였다. 또한 점화기를 운용하는데 있어 예열이 없을 경우 과산화수소를 약 3초 정도 리드해야 하며, 퍼지는 케로신 공급과 같거나 늦게 공급하는 것이 바람직함을 확인하였다.

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시동 배기가스 점화기술을 이용한 촉매의 예열시간 단축 (Fast Light-Off of Catalyst using Cranking Exhaust Gas Ignition)

  • 조용석;엄인용;이윤석;김득상;김충식;천준영;최진욱
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.43-49
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    • 2001
  • In order to satisfy the ULEV emissions regulation, fast light-off of a catalyst is essential for reduction of HC and CO emissions during the cold start. Cranking Exhaust Gas Ignition(CEGI) method developed in this study showed that the catalyst reaches the light-off temperature in a few seconds. The CEGI stops the ignition signal for a few seconds during the cranking period, so the unburned fuel-air mixture bypasses the combustion chamber and flows through the exhaust manifold. When the unburned mixture reaches two glow plugs installed upstream of the catalyst, it burns and releases the thermal energy to heat up the catalyst, In the FTP-75 vehicle tests, the CEGI showed that the exhaust emissions reduced by 47.7% for THC and by 88.6% for CO in the cold-transient phase of the test.

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스파크 점화기관의 냉시동시 배기밸브 타이밍 및 점화시기 변화에 따른 배기가스의 온도변화 (Variation of Exhaust Gas Temperature with the Change of Spark Timing and Exhaust Valve Timing During Cold Start Operation of an SI Engine)

  • 양창석;박영준;조용석;김득상
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권3호
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    • pp.384-389
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    • 2005
  • Experimental study of variation of exhaust gas temperature was carried out with the changes of spark timing and exhaust valve timing during the cold start operation of an SI engine. To investigate the effects of these variables on combustion stability, cylinder pressure and exhaust gas temperature were measured and analyzed. Experimental results showed that exhaust gas temperature increased when spark and exhaust valve timings were retarded from the baseline cases. However, combustion stability during cold start deteriorated under the retarded conditions. To increase exhaust gas temperature for fast warmup of catalysts while maintaining combustion stability, an optimal condition for spark and valve timing retard should be appied for the cold start period.

ADN 기반 추진제를 적용한 마이크로 단일추진제 추력기 성능 평가 (Performance Study of Micro Monopropellant Thruster with ADN-Based Propellant)

  • 김주원;허정무;백승관;김우람;조영민;이도윤;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.757-763
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    • 2017
  • 본 연구에서는 50 mN급 마이크로 추력기를 활용하여, ADN 기반 추진제인 LMP-103S의 연소 실험을 수행하였다. 마이크로 추력기는 MEMS 공정 과정을 거쳐 감광유리로 제작하였다. LMP-103S 분해용 촉매로 $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$를 사용하였다. 연소 실험 초기에 촉매 예열을 위해 90 wt.% 과산화수소를 주입하였으며, 이후 LMP-103S를 주입하여 연소 실험을 수행하였다. 실험 결과 백금 촉매 환경에서 LMP-103S의 점화가 이루어짐을 확인하였으며, 연소실 온도는 $650^{\circ}C$로 형성되었다.

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하이브리드 로켓 자동점화를 위한 다단촉매점화기에 관한 연구 (A Study on Multi-Stage Catalytic Ignitor for Hybrid Rocket Auto Ignition)

  • 최우주;김진철;권민찬;유영준;김태규
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.117-119
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    • 2017
  • 본 논문에서는 하이브리드 로켓의 자동점화를 위한 다단 방식의 촉매점화시스템에 관한 연구를 수행하였다. 다단 촉매점화기의 열분해 성능을 평가하기 위해 1단 점화기에 촉매를 충전하여 예열 후, 1단 점화기와 2단 점화기에 각각 저유량과 고유량을 공급하여 실험을 진행하였다. 이때 저유량의 $N_2O$가스를 분해하여 생성된 고온의 가스로 고유량의 $N_2O$가스를 분해하였다. 실험 결과 기존 점화기보다 점화 시간이 감소되었다. 또한 1단 점화기에서 분해된 가스를 이용하여 2단 점화기에 공급된 고유량 $N_2O$가스의 분해 가능성을 확인하였다.

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예열용 열 교환식 촉매연소기의 연소특성에 관한 실험 (The combustion characteristics of catalytic combustor with preheating heat exchanger)

  • 유상필;서용석;송광섭;류인수
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2002년도 제24회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.79-84
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    • 2002
  • The catalytic heat exchanger was designed which employs the regenerative preheating system of combustion air. The characteristics of the catalytic heat exchanger have been experimentally studied at the various operating parameters. The results showed that the mixture velocity did not affect significantly the performance of catalytic combustor whereas the preheating temperature of combustion air affected significantly the conversion rate. The complete conversion was achieved in the catalyzed honeycomb at a preheating temperature of $370-390^{\circ}C$, a mixture velocity of 0.53 $^{\sim}$ 0.75 m/s and an equivalence ratio of 0.19 $^{\sim}$ 0.27. The heat exchange efficiency of the catalytic heat exchanger appeared to be about 75 % when the air of room temperature was used as a working fluid. The results showed that both the heat balance of the system and the mixture conditions determine its stable catalytic combustion.

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냉시동시 촉매의 예열시간 단축에 관한 연구 (A Study for Fast Light-Off of a Catalyst During Cold Start)

  • 조용석;이윤석
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 1998년도 제17회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.69-77
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    • 1998
  • In order to meet the stringent emission regulations, fast light-off of a catalyst is essential to reduce the HC and CO emissions during cold start. Cranking Exhaust Gas Ignition (CEGI) method developed in this study showed that the catalyst reaches the light-off temperature in a few seconds after cold start. The CEGI system cuts off the ignition signal for a few seconds during the cranking period. so the unburned fuel-air mixture bypasses the combustion chamber and flows through the exhaust manifold. When the unburned mixture reaches two glow plugs installed upstream of the catalyst, it burns and releases the thermal energy to heat up the catalyst. Results from the FTP-75 tests showed that the exhaust emissions with the CEGI reduced by 47.7% for THC and by 88.6% for CO in the cold-transient phase of the test.

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