• 대한기계학회논문집B
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• 제26권1호
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• pp.74-81
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• 2002

Combustion phenomena in a sub-millimeter scale combustor have been investigated. To evaluate scale effect on flame propagation characteristics, a cylindrical combustion chamber with variable depth was built in-house. The combustor was charged with premixed gas of hydrogen and air and ignited electronically. A piezo electric pressure transducer recorded transient pressure after the ignition. Measurements were made at different test conditions specified with chamber depth and initial pressure as parameters. Visual observation was made through a quartz glass window on top side of the combustion chamber using high speed digital video camera. From the pressure data, available work was estimated and compared with energy input required for stable ignition. The preliminary results suggested that the net thermal energy release is sufficient to generate power and enables a combustor of the size in the present study to be used as the energy source of a micro power devices .

• 한국추진공학회지
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• 제27권1호
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• pp.9-16
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• 2023

본 연구에서는 고체추진기관 내 연소관단열재의 열분해와 삭마를 고려하여 단열재의 열응답을 예측할 수 있는 일차원 해석기법을 개발하였다. 모델링에는 연소관단열재 내부에서 발생하는 열분해로 인한 물성변화, 숯층의 팽창 및 분해가스 이동을 고려하였다. 또한 연소가스로부터의 복사/대류 열유속을 경계조건으로 적용하였으며 단열재 표면에서 발생하는 화학적 삭마속도를 대수식으로 모델링하였다. 해석기법 검증을 위해 열전대가 설치된 시험모터에 대한 해석을 수행하였다. 해석으로 도출된 온도분포는 시험과 유사한 값을 나타냈으며 시험과 예측 열파괴두께의 오차는 0.1 mm 내외였다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.163-170
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• 2010

소결버너를 이용한 표면점화는 제철공정에서 철광석의 소결을 위한 중요한 공정 중 하나이다. 본 연구에서는 듀얼 타입 소결 버너의 연소 특성을 분석하기 위하여 실험실적 규모의 실험과 전산 해석을 수행하였다. 라디칼 측정을 통해 연소특성을 파악하였으며, 열전대를 이용한 실험과 전산 해석 결과를 검증하였다. 검증된 전산 해석 모델을 바탕으로 싱글타입 소결 버너와 듀얼 타입 소결버너의 연소를 비교하였으며, 노즐 간격과 각도가 연소에 미치는 영향을 분석하기 위하여 3가지 노즐 간격 및 4개의 노즐 각도에 대한 전산해석을 수행하였다. 듀얼 타입이 싱글 타입 소결 버너보다 넓고 균일한 화염 폭을 형성함을 확인하였으며, 45도 비대칭 노즐 간격이 소결 베드 표면 점화를 위한 최적의 화염 폭을 형성함을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권1호
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• pp.62-68
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• 2009

하이브리드 로켓 연소에서 발생하는 산화제 난류 유동과 연료의 기화로 인한 분출유동 사이의 상호 간섭은 매우 복잡하고 특별한 유동 간섭을 일으킨다. 이를 연구하기 위하여 연소반응을 제외하고, 산화제의 난류 유동과 연료 벽면에서의 분출 유동을 모사한 채널 유동에 대한 LES 해석을 수행하였다. 고체추진 로켓의 연소 과정에서 관찰되는 현상과 매우 흡사하게 벽면 근처에서 특정주파수로 진동하는 유동 현상이 존재한다는 것을 확인하였고, 산화제와 분출 유동의 간섭에 기인한 유동의 진동현상은 벽면 근처의 매우 얇은 영역에서만 존재하였다. 큰 길이 스케일의 유동현상을 보여주는 압력 섭동장으로부터 채널 내 주유동이 특정 주파수 특성을 갖고 하류로 진행해 가는데, 이는 산화제 유동이 분출유동과 상호작용을 하면서 발생된 전단유동의 특성을 나타낸 것이다. 그러나 하이브리드 로켓 연소실 유동의 진동 특성은 고체 추진 로켓에서 관찰되는 유동 특성과는 달리, 진동의 강도가 벽면에서 온도 구배를 변화시켜 열전달의 향상을 발생시키기에는 충분하지 못한 것으로 보인다. 그러나 벽면 근처에서 특정 주파수 특성을 갖는 유동현상이 존재한다는 사실은 비슷한 크기의 주파수를 갖는 음향 가진과 같은 외부교란이 작용한다면 공진으로 발전할 수 있는 가능성을 의미한다.

• Elastomers and Composites
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• 제49권4호
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• pp.305-312
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• 2014

대부분 군사용 초음속 전투기는 후기 연소기를 사용한다. 후기 연소기는 초음속 비행, 이륙, 전투 상황에 대해 비상 임무 수행을 가능하게 하는 중요한 역할을 한다. 최근 전투기 J85-GE-21 터보제트 엔진 후기 연소기 연료펌프의 내부 피스톤 패킹고무에서 반복적인 연료 누출 결함이 발생하였다. 이러한 결함은 두 제조사 중 한 제조사의 부품에서만 발생하였다. 따라서, 결함발생 원인을 제조사가 상이한 정상품 및 결함품에 대하여 다양한 비교 분석방법을 통하여 조사하였다. 결함분석에는 팽윤 또는 팽윤도, 총 황함량, 폴리머 확인, 카본블랙 함량 및 표면적, 경도와 같은 분석방법이 적용되었다. 결론적으로, 반복적인 연료 누출 결함의 주요 원인은 보강제 카본블랙의 함량 미달로 확인되었으며, 더불어 표면적이 작은 카본블랙과 함량이 낮은 황 적용이 결함원인에 부가적인 영향을 준 것으로 확인되었다.

• 에너지공학
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2005

석탄의 열분해 압력이 촤의 연소 반응성에 미치는 영향을 가압열중량 분석기를 사용하여 고찰하였다. 사용되어진 탄은 알라스카, 아다로, 데니소브스키탄으로서 압력을 상압, 8기압, 15기압으로 변화시키면서 휘발분 방출량을 측정하고 열분해 압렵별로 생성된 촤의 반응성을 상압하 500℃에서 평가하였으며 생성된 촤의 결정구조, 표면적 및 기공특성, 화학적 특성을 분석하였다. 열분해 압력이 증가함에 따라 휘발분 방출량은 감소하였고 고압에서 생성된 촤의 반응성이 작았음을 알 수 있었다. 이는 반응표면적과 기공특성의 차이로 생각되어지며 열분해 압력에 따른 촤의 화학적 특성과 결정구조는 큰 차이를 보이지 않았다. 상압, 5기압 15기압하에서 3개 촤의 연소 반응속도를 측정하였으며 알라스카 촤의 경우, 15기압에서 연소반응성 지수 획득실험을 수행하여 56.8KJ/mole의 활성화에너지, 222.34(1/min)의 빈도계수 값을 얻었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.29-34
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• 2006

인화점과 연소점은 가연성 물질의 잠재적인 화재 및 폭발 위험성을 결정하는데 중요한 연소 특성치들이다. 인화점은 가연성 액체에서 발생한 증기가 공기와 혼합하여 가연성 혼합기체를 형성하여 인화할 수 있는 액체의 최저 온도로 정의 한다. 연소점(fire point)은 가연성 액체 표면에 시험염(pilot flame)을 접촉시켰을 때 5초간 발염연소를 지속하는 액체의 온도를 말한다. 인화점은 여러 문헌에서 소개가 되고 있지만, 연소점은 연소의 지속성(sustenance)을 나타내는 중요한 자료임에도 불구하고 관련 문헌은 소수에 불과하다. 본 연구에서는 산류에 대해 Pensky-Martens 밀폐식 장치(ASTM-D93)와 Tag 개방식 장치(ASTM D1310-86)를 이용하여 하부인화점 및 연소점을 측정하였고, 측정된 값은 화학양론계수의 1.11배를 근거로 예측 값과 비교하였고, 제시된 식은 실험값과 잘 일치하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.536-542
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• 2017

연소 중 고온, 고압, 고속의 연소가스가 작용하는 노즐조립체(Nozzle Assembly)는 다양한 부품(노즐목/내열재/구조체)이 접촉(Contact)/접착(Bonding)의 형태로 조립되며, 유동(경계층 유동장)-열(기계/화학적 삭마, 숯 등 열반응, 열전달)-구조(마찰, 접촉, 접착, 동적거동 및 열응력)적 복합하중이 내부에 작용하며 복잡한 거동을 보이기 때문에 정확한 구조적 안전성을 계산하는데 한계가 있다. 본 연구는 연소시험 후 노즐목 깨짐 현상이 발생한 노즐조립체에 대해 연소시간 중 열-구조적 거동 분석을 해석적으로 수행하였다. 연소시간 중 시간별/위치별로 유동해석(Fluid Analysis)에서 계산된 내부압력과, 열반응/열해석(Thermal Surface Reaction&Ablation Analysis)에서 계산된 노즐 표면의 삭마량 및 대류열전달계수가 구조해석의 경계/하중조건으로 부여된 후 열변형 해석이 수행되는 연동해석(Co-simulation)기법을 사용하였다. 특히 구조해석 시 각 부품별 경계면의 접착/접촉/마찰조건을 달리하며 연소시험 시 계측된 변형률값과 비교하여 가장 유사한 연소 중 거동분석 조건을 도출하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.36-43
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• 2018

연소 중 고온, 고압, 고속의 연소가스가 작용하는 노즐조립체는 다양한 부품(목삽입재/내열재/구조체)이 접촉/접착의 형태로 조립되며, 유동(경계층 유동장)-열(기계/화학적 삭마, 숯 등 열반응, 열전달)-구조(마찰, 접촉, 접착, 동적거동 및 열응력)적 복합하중이 내부에 작용하며 복잡한 거동을 보이기 때문에 정확한 구조적 안전성을 계산하는데 한계가 있다. 본 연구는 연소시험 후 목삽입재 깨짐 현상이 발생한 노즐조립체에 대해 연소시간 중 열-구조적 거동분석을 해석적으로 수행하였다. 연소시간 중 시간별/위치별로 유동해석에서 계산된 내부압력과, 열반응을 고려한 열해석(Thermal Surface Reaction & Ablation Analysis)에서 계산된 노즐 표면의 삭마량 및 대류열전달계수가 구조해석의 경계/하중조건으로 부여된 후 열-변형 해석이 수행되는 연동해석(Co-simulation)기법을 사용하였다. 특히 구조해석 시각 부품별 경계면의 접착/접촉/마찰조건을 달리하며 연소시험 시 계측된 변형률값과 비교하여 가장 유사한 연소 중 거동분석 조건을 도출하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.120-125
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• 2019

본 연구에서는 구획된 공간에 비닐장판을 깔고, 인화성 액체 50 ml를 뿌리고 실물 연소 실험을 실시하였다. 연소가 진행될 때의 연소 거동을 실시간 분석하였으며, 탄화된 비닐장판의 표면 및 단면의 탄화 패턴을 해석하였다. 휘발유에 착화되어 화염이 최성기에 도달하면 지속적으로 화염이 일어나는 영역, 간헐적으로 화염이 일어나는 영역, 플룸 영역 등이 형성되는 것을 알 수 있었다. 50 ml의 휘발유가 비닐장판 위에서 연소되는데 약 26 s가 소요되었으며, 달무리 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 등유를 비닐 장판 위에 동일하게 뿌리고, 가스 토치를 이용하여 착화를 시도하였으나 실패하였다. 연소가 완료된 후의 비닐장판의 탄화 범위는 가로 600 mm, 세로 380 mm이며, 탄화 면적은 1,000 ㎟로 분석되었다. 탄화된 비닐장판의 표면은 열에 의해 코팅층이 탄화층으로 변형되어 더욱 딱딱한 것을 알 수 있었다. 그리고 탄화된 비닐장판의 경계면을 실체현미경을 이용하여 단면을 분석한 결과 부풀림 현상이 확인되었고, 코팅층 하부의 흰색 경계층이 없어지는 것을 알 수 있었다.