Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2000.04a
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pp.11-11
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2000
액체렘제트 엔진에서는 고온·고속의 공기가 공기흡입구로 유입되기 때문에 고성능 램제트 연소기의 설계를 위하여 실제 비행조건을 모사할 수 있는 고온 고속의 공기 발샐장치가 필요하다. 본 연구에서는 수소연소에 의해 Vitiated Air를 발생시키도록 설계된 Vitiated Air Heater(VAH)를 제작하였으며, VAH의 성능평가를 통하여 80∼120m/s 와 400∼800K 범위에서 손쉽게 속도와 온도의 조절이 가능하고 균일한 속도 및 온도분포로 대기공기와 같은 Vitiated Air를 얻을 수 있었다. 그리고 VAH을 연결하여 Dump형 연소기의 특성을 실험하였다. 액체 램제트 엔진에 있어서 공기흡입구가 하나인 Dump형 연소기에 주요변수로서 흡입공기의 온도와 공연비를 변화시키면서 연소기내의 화염형상을 관찰하고, 온도분포를 계측하였으며 Injection 위치에 따른 화염현상을 관찰하였다. 각 경우의 연소효율을 계산하여 실험범위에서의 최적 연소조건을 제시하였다.
왕복식엔진에서 연소과정은 실린더내 유체유동에 지배되므로 최적조건의 엔진설계를 위해서는 실린더내 유체유동을 효과적으로 이용하는 것이 필요하다. 연소과정에 중요한 영향을 미치는 압축말기 연소실내 난류강도는 흡입과정시 생성된 유동의 에너지가 압축과정을 거치면서 작은 스케일의 에디(eddy)로 깨지면서 발생된다. 연소과정시 이러한 에디들은 초기화염생성을 촉진 시키고 화염전파속도를 증진시키는 역할을 함으로써 실린더내 유체유동에 대한 이해증진을위해 실린더내 평균속도 및 난류유동을 측정하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 엔진유동은 매사이 클의 유동이 엄밀히 주기적인 운동을 하지 않고, 각 사이클의 유동이 비정상유동을 하며, 유동의 생성 및 소멸이 매우 짧은 특성을 가진다. 따라서 산란입자가 측정체적을 통과할 때 속도데이 터가 발생하는 LDV(laser Doppler velocimetry) 측정에 있어서 레이저빔의 산란광노이즈 감소와 산란입자의 효율적인 공급으로 데이터 발생률을 높이는 것이 어려운 점이다. 이 글에서는 엔진 유동의 LDV측정시 고려해야 할 문제점들, 실험장치구성, 그리고 데이터처리 방법과 주요측정 결과에 대해 본 연구팀에서 지금까지 수행한 연구결과를 토대로 하여 기술하고자 한다.
Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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2009.04a
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pp.333-338
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2009
우리나라는 건축물 화재 및 지진으로 인한 화재의 위험성이 증가해 가면서 시가지 화재에 대한 위험성이 점차 늘어나고 있다. 하지만 이에 대한 대응책은 미비한 실정이다. 반면 일본의 경우는 과거의 화재사례를 토대로 시가지 화재에 대한 대응책 및 시뮬레이션 개발이 수행되었으며 이를 통해 각 지구의 화재위험성을 평가하여 대책을 마련하고 있다. 본 연구에서는 이러한 시가지 화재 시뮬레이션의 화염전파 모델에 관하여 소개함으로서 향후국내의 시뮬레이션 개발에 있어서 기본적인 방향을 제시하고자 하였다.
As the seriousness and necessity of responding to climate change and reducing carbon emissions increases, countries around the world are continuing their efforts to reduce greenhouse gases. Among various efforts, research on CCUS, capturing and utilizing carbon dioxide generated when using carbon-based fuels, is actively being conducted. Studies on pressurized oxy-fuel combustion (POFC) that can be used with CCUS are also being conducted by many researchers. The purpose of this study is to analyze basic information related to the flame structure and pollutant emissions of pressurized oxy-fuel combustion. For this, a counter-flow diffusion flame model was used to analyze the combustion characteristics according to pressure and oxygen concentration. As the pressure increased, the flame temperature increased and the flame thickness decreased due to a reaction rate improvement caused by the activation of the chemical reaction. As oxygen concentration increased, both the flame temperature and the flame thickness increased due to an improvement to the reaction rate and diffusion because of a change in oxidizer momentum. Analyzing the related heat release reaction by dividing it into three sections as the oxygen concentration increased showed that the chemical reaction from the oxidizer side was subdivided into two regions according to the mixture fraction. In addition, the emission index of NO classified according to the NO formation mechanism was analyzed. The formation trend of NO according to each analysis condition was presented.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.17
no.5
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pp.70-79
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2013
The isothermal flow structure and mixing characteristics of a hybrid/dual swirl jet combustor for micro-gas turbine (MGT) were numerically investigated. Location of pilot burner, swirl angle and direction were varied as main parameters with the identical thermal load. As a result, the variations in location of pilot nozzle, swirl angle and direction resulted in the significant change in turbulent flow field near burner exit, in particular, center toroidal recirculation zone (CTRZ) as well as turbulent intensity, and thus the flame stability and emission performance might be significantly changed. With the comparison of experimental results, the case of swirl angle $45^{\circ}$ and co-swirl flow including optimum location of pilot burner were chosen in terms of the flame stability and emissions for the development of hybrid/dual swirl jet combustor.
Kim, Hey-Suk;Shin, Mi-Soo;Jang, Dong-Soon;Lee, Dae-Geun
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.29
no.1
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pp.23-30
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2007
The ultimate objective of this study is to develop oxygen-enriched combustion techniques applicable to the system of practical industrial boiler. To this end the combustion characteristics of lab-scale LNG combustor were investigated as a first step using the method of numerical simulation by analyzing the flame characteristics and pollutant emission behaviour as a function of oxygen enrichment level. Several useful conclusions could be drawn based on this study. First of all, the increase of oxygen enrichment level instead of air caused long and thin flame called laminar flame feature. This was in good agreement with experimental results appeared in open literature and explained by the effect of the decrease of turbulent mixing due to the decrease of absolute amount of oxidizer flow rate by the absence of the nitrogen species. Further, as expected, oxygen enrichment increased the flame temperatures to a significant level together with concentrations of $CO_2$ and $H_2O$ species because of the elimination of the heat sink and dilution effects by the presence of $N_2$ inert gas. However, the increased flame temperature with $O_2$ enriched air showed the high possibility of the generation of thermal $NO_x$ if nitrogen species were present. In order to remedy the problem caused by the oxygen-enriched combustion, the appropriate amount of recirculation $CO_2$ gas was desirable to enhance the turbulent mixing and thereby flame stability and further optimum determination of operational conditions were necessary. For example, the adjustment of burner with swirl angle of $30\sim45^{\circ}$ increased the combustion efficiency of LNG fuel and simultaneously dropped the $NO_x$ formation.
본 연구는 여러 종류의 연소가스들의 연소 특성변수를 판단하여 각 가스들 간의 교체 가능성을 조사하는 것을 목적으로 하고 있다. 천연가스, 메탄가스, IGCC 생성가스의 연소특성, 즉 역화, 비화, 및 황염형성을 분제 버너를 이용하여 판단하였고, 실험 데이터는 연소 다이어그램 상에서 이론 공기량 분률과 입열로 표현하였다. 실험 결과, 메탄은 천연가스와 아무런 운전조건의 변화없이 호환가능하나, 천연가스를 IGCC 생성가스로 치환하고자 할 경우는 화염 안정으로 인하여 버너의 운전변수를 조절하여야만 한다. 이러한 연구결과는 다양한 산지에 따른 각종 천연가스들의 교체가능성 및 타 연료와의 호환가능성을 판단하는 기초자료로 사용될 수 있다.
A short chemical mechanism was developed with the chemical model reduction strategy based on the use of Simulation Error Minimization Connectivity Method(SEM-CM). We examined the accuracy resulting from using this mechanism, as compared with the full mechanism, for premixed flames and auto-ignition of methane-air mixture under high pressures. These comparisons are in good agreement, but it has a little divergence to predict the ignition delay time at high pressure conditions as compared with experiment results.
Spherically expanding flames are used to measure flame speeds, which are derived the corresponding laminar flame speeds at zero stretch. Dimethyl Ether-Air mixtures at high pressure are studied over an extensive range of equivalence ratios. The classical shadowgraph technique is used to detect the reaction zone. In analytical methodology the optimization process using least mean squares is performed to extract the laminar flame speeds. Laminar flame speeds are compared with results reported in the literature.
The objective of this study is to investigate the combustion characteristics of dual type of sintering burner as a function of design parameters using lab-scale sintering burner through experimental and numerical approaches. Combustion characteristics were evaluated by the radical method. The numerical model was verified as a temperature using R type of thermocouple at the bed surface. The effect of nozzle distance and angle were performed through the CFD analysis, and the comparison of burner types. As a results, dual type burner has more wider and uniform flame distribution than single type burner. Asymmetry and 45 degree angle condition have been suggested as an optimal condition for the ignition of the sintering bed surface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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