• 에너지공학
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• 제11권1호
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• pp.10-17
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• 2002

본 연구에서는 콘덴싱 가스보일러의 NOx와 CO 배출농도를 줄이기 위한 방안으로 원통형 버너와 열교환기를 평면으로 모사한 평면 버너와 열교환기를 제작하여 버너와 열교환기 거리에 따른 배기 특성을 검토하였다. 그리고 평면 버너 실험에서 도출한 거리에 따라 직경이 다른 3종류의 원통형 버너를 제작하여 각각의 화염 안정성과 배기 특성, 효율 등을 검토하였다. 위와 같은 연구결과에 의해 최적화된 버너를 응축 가스 보일러에 장착히여 LNG와 LPG를 연료로 사용하여 보일러에 대한 종합성능, 즉 화염 안정성, 난방효율 및 배기 특성 등을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 난방부하 20,000kca/hr에 적합한 다공 예혼합 원통형 버너의 최적 제원을 결정하였으며, 이 버너는 당량비 0.68~0.85부근에서 turn-down ratio가 약 5 : 1 정도로 비례제어에 적합하였다. 그리고 보일러의 종합성능을 검토한 결과 난방부하 20,000 kcal/hr로 운전할 경우 LNG, LPG 모두 난방효율 97%(저위 발열량 기준)를 달성할 수 있었고 NOx와 CO 배출농도(O$_2$=0%, wet basis)는 LNG의 경우 각각 26 ppm과 85 ppm, LPG의 경우 각각 41 ppm과 113 ppm 정도로 매우 양호하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.177-184
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• 2001

Combustion using oxygen enriched air is an energy saving technology that can increase thermal efficiency by the improvement of burning rate and high temperature flame. But information about it is not so enough yet. Flame figure, temperature distribution and emission concentration were measured with oxygen enriched concentration and swirl number in a turbulent diffusion flame to investigate the combustion characteristics. The results showed that flame figure became different as long as oxygen enriched concentration varied and that concentration of NO increased suddenly around $O_2$ 60%.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.686-691
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• 2000

The flat flame made by swirling air has lots of the different characteristics according to the swirl numbers in the burner throat. Its combustion characteristics are also affected by them. In this study, the flow patterns in the flat flame burner which is no firing condition were investigated experimentally with using smoke in terms of each swirl number. Also the blow off, flame structure, temperature distribution and NO emission in the firing condition were measured at the atmosphere and combustion furnace.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권7호
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• pp.997-1004
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• 2001

Burner of Flat Flame type expects the uniform flame distribution and NOx reduction. The characteristics of Flat Flame Burner become different according to swirl number in the burner throat. Experiments were focused on swirl effect by four types of swirler with different swirl numbers (0, 0.26, 0.6 and 1.24). It shows many different flow patterns according to swirl number using PIV(Particle Image Velocimetry) method. The flow of burner with swirler is recirculated by pressure difference between its center and outside. Recirculated air makes stable in flame, and reduced pollutant gas. In case of swirl number 0, main flow passes through axial direction. As swirl number increased, The backward flow develops in the center part of burner and Flow gas recirculates. This is caused by radial flow momentum becomes larger than axial flow by swirled air and the pressure at center drops against surrounding. As swirl number increases, the radial and axial velocity was confirmed to be larger than low swirl numbers. And turbulence intensity have similar pattern. The CTRZ(Central Toroidal Recirculation Zone) is shown evidently when y/D=1 and S=1.24. The boundary-layer between main flow and recirculated flow is shown that the width is seen to be decreased as swirl number increased.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.197-204
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• 2013

본 연구에서는 덕트 버너를 추가적으로 사용하는 수직형 배열회수 보일러(HRSG)에서 발생하게 되는 화염에 의한 전열면으로의 화염 복사 열전달에 의한 영향을 살펴보기 위한 해석 기법을 마련하였다. 덕트 버너 화염과 전열면은 가상의 평면으로 가정하였고, 화염 온도, 면적 및 방사율 입력정보는 간략화 하였다. 덕트버너 설치 위치 및 연료를 달리한 3 가지 해석 case 가 고려되었으며 계산된 화염 복사 열전달률과 열유속은 삼원자 가스 복사 및 대류 열전달과 비교되었다. 모든 해석 case 에서 삼원자 가스복사 열전달에 의한 영향은 미미하였고, 전열면에서 대류 열전달 대비 화염 복사 열전달률은 8~41%인 것으로 나타났다. 이 연구에서 얻은 중요한 사실은 화염 복사가 집중되는 전열면의 중앙부분에서 국부적인 열유속은 화염 복사에 의해 완전히 지배된다는 것이다.

• 에너지공학
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• 제9권2호
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• pp.109-116
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• 2000

저발열량 석탄가스의 thermal/fuel NOx 생성특성과 화염 안정성을 규명하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 저발열량 합성 연료 가스는 일산화탄소, 수소, 질소 및 암모니아를 천연가스 연료와 동일한 입열량을 가지도록 혼합하여 만들었고 , 합성가스는 평면 화염 버너를 공급하여 태웠다. 특정한 합성가스에 대해 당량비를 변화시켜 가며, 비화 또는 역화에 의한 화염안정성을 규명하였고 안정된 화염 영역을 정의하였다. 저발열향 합성가스의 연소시 발생하는 thermal 및 fuel NOx를 측정하여 천연가스 연소시의 경우와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권2호
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• pp.336-344
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• 2002

In this study, the flow and combustion characteristics of flat flame burner with twirler were investigated. There are several factors that define the characteristics of burner. Among them, the experiments was focused on swirl effect by four types of twirler in terms of flow structure, distribution of temperature and emission characteristics. In PIV(Particle Image Velocimetry) experiment, the less of swirl number, axial flow is dominant at the center. As swirl number increases, the flow develops along the burner tile and backward flow becomes stronger at center. From the combustion characteristics, as long as combustion load increases, blow-off limit was improved. But at the higher swirl number, the limit is decreased. At swirl number 0, the temperature is shown typical distribution of long flame burner. but swirl number increases, the temperature distribution is uniform in front of round tile. Therefore, the temperature distribution is coincided with flow structure. As excess air ratio increases, NO concentrations are high. But high swirl number gives rise to become low NO concentrations. The flame characteristics are comprised in wrinkled laminar-flame regime according to turbulence Reynolds number(Rel) and Damkohler number(Da).

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.33-44
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• 1997

연소상태의 온도를 이동하면서 측정할 수 있는 광대역 코헤런트 반스톡스 라만 분광기를 제작하였다. 분광기의 온도 측정 정확도를 향상시키기 위하여 무모드레이저를 제작하여 스톡스광으로 사용하였다. 이동형 CARS 분광기에 적합하도록 CARS신호 측정용 단색기를 제작하여 분광기 내부에 설치 하였다. CARS 분광기의 온도 측정의 정확도를 알아보려고 흑연관 전기로를 이용하여 표준 복사온도계와 CARS 분광기로 측정한 온도의 차이를 측정하였다. 장치의 온도 정확도는 1000 K - 2400 K 사이의 온도영역에서 2%이내 였다. 무모드 색소레이저의 출력 스펙트럼의 시간에 따른 안정도를 측정하여 온도측정에 미치는 오차를 조사한 결과 1500 K에서 5 시간 동안 1.5 %이내 였다. 평면 화염 버너에서 프로판공기 예혼합 화염의 온도 분포를 측정하여 이 장치의 응용 가능성을 확인하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제21회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.59-66
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• 2000

In this study, We studied flow and combustion characteristics of a Flat Flame Burner(FFB) with swirler. As swirl number increase, the streamlines is proceed close to tile and velocity is large. Blow-off limit decrease when swirl number is 1.24, but blow-off limit increase when combustion load is 6500kcal/hr. Temperature distribution is uniform in front of tile and NO formation is small at S=1.24. We expect that the radiation can be transmitted to the object and NOx will reduce because of recirculation zone

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권10호
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• pp.3355-3360
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• 1996

To provide standard data of temperature and species concentration in a flame for calibrating the laser based combustion diagnostics, we investigated combustion characteristics of a flat flame burner(Mckennar Product). For various stoichiometric ratios we measured temperature and concentration of OH in the premixed methane/air flame with Coherent anti-Stokes Raman spectroscopy and laser induced fluorescence technique, respectively. Assuming the chemical equilibrium condition at the measured temperature, the mole fraction of the OH radical in the flame was obtained and compared with numerical analysis.