• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.75-84
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• 2007

The effects of hydrogen enrichment to methane on NOx formation have been investigated with swirl stabilized pre-mixed hydrogen enriched methane flame in a laboratory-scale pre-mixed combustor(nominally of 5,000 kcal/hr). The hydrogen enriched methane fuel and air were mixed in a pre-mixer and introduced to the combustor through different degrees of swirl vanes. The flame stability was examined for different amount of hydrogen addition to the methane fuel, different combustion air flow rates and swirl strengths by comparing equivalence ratio at the lean flame limit. The hydrogen addition effects and swirl intensity on the combustion characteristics of pre-mixed methane flames were examined using gas analyzers, and OH chemiluminescence techniques to provide information about species concentration of emission gases and flowfield. The results of NOx and CO emissions were compared with a diffusion flame type combustor. The results show that the lean stability limit depends on the amount of hydrogen addition and the swirl intensity. The lean stability limit is extended by hydrogen addition, and is reduced for higher swirl intensity at lower equivalence ratio. The addition of hydrogen increases the NOx emission, however, this effect can be reduced by increasing either the excess air or swirl intensity. The NOx emission of hydrogen enriched methane premixed flame was lower than the corresponding diffusion flame under the fuel lean condition.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2013

모형 연소실에서 충돌형 분사기의 연소 안정성 평가를 위해 시간지연(time lag)과 간섭인자(interaction index)의 관계를 연구하였다. 산화제 분사 속도의 5%에 해당하는 섭동을 공진주파수로 인위적으로 가진하여 이에 대한 화염의 응답특성을 분석하였다. 연료와 산화제의 혼합지점인 충돌점들, 즉, 특성길이 위치에서 속도섭동과 열방출율 섭동간의 관계를 시간지연 모델을 이용하여 나타내었다. 시간지연을 정량화하는 개선된 방법으로서, 수치해석을 통해 얻은 결과로부터 분사기 출구면으로부터 충돌점까지 평균속도를 이용하는 방법을 제안하였다. 축방향의 평균속도가 증가할수록 시간지연이 짧아지는 경향성을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.223-232
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• 2001

보염기 후류에 형성되는 화산회생의 보염특성을 고찰하기 위하여 연료 분출각의 변화, 난류발생격자의 설치, 재순환영역 내에 보조 연료의 공급에 따른 화염의 안정범위, 재순환영역의 길이 및 온도, 재순환영역주변의 난류강도 분포를 측정, 고찰하였다. 재순환영역의 길이는 주 연료 분출량의 변화에 따른 영향을 받지 않지만, 연료 분출각 및 주류유속의 변화, 보조 연료의 공급 난류발생격자의 설치 등에 따라 영향을 받는다. 확산화염의 경우 일반적으고 재순환영역의 길이가 길수록 보염성이 불량하지만, 난류발생격자를 설치한 경우에는 재순환영역의 길이가 길수록 보염성이 양호하다. 재순환영역의 온도는 연료 분출각의 변화, 보조 연료의 공급, 난류발생격사의 설치 등에 따라 영향을 받으며, 이론 혼합기 상태에서 최고값에 도달한다. 일반적으로 재순환영역의 온도가 낮을수록 보염성이 양호하지만. 난류발생격자를 설치한 경우에는 재순환영역의 온도가 낮을수록 보염성이 불량하다. 화염이 형성되는 보염기 후류 영역에 대한 난류강도는 격자의 직경이나 구속비가 큰 난류발생 격자를 설치한 경우에 크게 나타나며, 난류강도가 강 할수록 보염성이 불량하다. 연료 분출각의 변화, 난류발생격자의 설치, 재순환영역 내에 보조 연료의 공급 등의 방법으로 확산화염의 보염특성을 제어할 수 있다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.115-120
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• 2003

Flow characteristics at secondary recirculation zone in a liquid fuel ramjet combustor are investigated using CFD and 3-D Stereoscopic PIV method. The combustors have two rectangular inlets that form 90 degree each other. Three guide vanes were installed in each rectangular inlet to improve the flow stability. The tested angle of the air intakes was 60 degree. The experiments were performed in the water tunnel test with the same Reynolds number in the case of Mach0.3 at inlet. Both computational and experimental results showed the secondary recirculation flow occurred at the front junction of inlet main stream and combustor chamber. The size of secondary recirculation region increased with upon closer center of axial combustor. Since the performance of combustor depends on not only the main recirculation in the dome region but also the secondary recirculation flow in a junction region, the optimal angle of the air intakes should consider the recirculation size as frame holder.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권2호
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• pp.146-153
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• 2004

A Promising new approach to achieve low pollutant emissions and improvement of flame stability is tested experimentally using a cyclone jet hybrid combustor employing both premixed and diffusion combustion mode. Three kinds of nozzle are tested for mixing enhancement of fuel and air. The LNG (Liquified Natural Gas) is used as a fuel. The combustor is operated by two methods. One is DC (Diffusion Combustion) mode generated swirl flow by air as general swirl combustor, and the other is HC (Hybrid Combustion) mode. The HC mode consists of diffusion jet flame of axial direction and premixed cyclone flame of tangential direction in order to stabilized the diffusion jet flame. The results showed that the flame stability of HC mode is significantly enhanced than that of DC mode through the change of mixing characteristics by modifications of fuel nozzle. In addition, the reductions of CO and NOx emission in HC mode, as compared with that for the DC mode, is large than about 50% in stable region. Also, even using the low calorific fuel as $CO_2$-blended gas, it is identified that the cyclone jet hybrid combustor has the high performance of flame stability.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.9-9
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• 2000

액체 램제트 엔진의 V형 유입구에 3개의 안내깃이 있은 경우에 대하여 유동 해석을 수행하였다. 수치해석에 앞서 본 연구에서는 ONERA에서 발표한 고체 램제트 연소기에 대한 실험 결과를 유동 해석 결과와 비교하여 해석의 정확성을 검증하였다. 안내깃에 의하여 연소실로 유입되는 공기는 유입구 곡관에서 효율적인 흐름을 유지할 수 있고 분사되는 연료의 분포도 제어될 수 있다. 안내깃의 두께가 큰 경우 자칫 유입되는 공기의 흐름을 방해하는 장애물의 역할을 할 수 있으므로 두께의 변화에 대한 영향도 계산하였으나 선정된 안내깃에 의한 연소실에서의 유동특성 변화는 적은 것으로 나타났다. 입구조건을 균일 유동으로 주고 해석한 결과, 연소실에서의 유동은 안내깃의 유무에 따라 큰 영향을 받지 않았다. 그러나 흡입구로 유입되는 공기의 속도 분포는 다양한 비행조건에서 균일하지 않기 때문에 주 유동을 방해하지 않는 안내깃의 설치는 연소실에서의 좀 더 안정된 화염의 생성을 위해 필요하다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.237-242
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• 2000

This study was carried out to optimize burner of the condensing gas boiler which can save energy by utilizing the latent heat of combustion gas and reduce pollutants emission. Three reasonable distances between burner and heat exchanger were decided through the experiments of model flat burner. The optimum burner geometry was determined from flame stability, pollutant emission characteristics and applicability to practical boiler system. The boiler designed by this research reaches turn-down ratio 5:1 in the domain of equivalence ratio 0.68∼0.85 and thermal efficiency of 98%. Emission of NOx and CO concentration was under 35ppm and 104ppm.

• 기계저널
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• 제23권6호
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• pp.427-433
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• 1983

내연기관의 성능은 실린더에서 연료의 화학에너지가 열에너지로 얼마만큼 빠르고 완전하게 변화하느냐에 좌우된다. 이를 위해서는 실린더 내에서 뜨거운 압축공기와 연료의 혼합 및 증기화가 요구된다. 엔진의 출력은 매 사이클당 흡입.압축할 수 있는 공기량에 좌우되므로 연소의 해석을 위해서는 실린더 내의 공기유동, 연료의 분무 및 연소과정을 이해 해야한다. 배기와 엔진효율의 요구성때문에 희박 혼합기 또는 EGR (exhaust gas recirculation)이 필요하게 된다. 그러나 희석이 크면 낮은 연소온도, 낮은 층류흐름속도와 화염전면의 낮은 난류강도 때문에 연소기간이 증대하게 된다. 실제로 희박의 증가는 실화 또는 긴 연소 지연기간, 사이클 마다의 연소맥동현상, HC배기의 증가등을 초래하게 된다. 이러한 저온연소의 단점들은 연소상태를 안정시키고 연소량을 증대시키는 공기의 유동을 이용해서 해결 될 수 있다. 최근에는 선회류와 난류의 강도를 증가시켜서 빠른연소(fast burning)를 이루고 있다. 선회류와 난류의 강도를 증대시키는 가장 중요한 2가지 방법은 흡입포트(port), 매니홀드(manifold)설계이다.

• 한국연소학회지
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• 제21권2호
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• pp.15-21
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• 2016

Flame characteristics and combustion stability of a swirl coaxial injector are studied experimentally. Characteristics of flame and combustion instability are analyzed with the parameter of MFR (momentum flux ratio) using hexane instead of kerosene. Flame patterns of blue and yellow are changed with variable MFR. Combustion instabilities are measured and analyzed by adopting a model chamber. Combustion instability mapping is made by evaluating damping factor at the 2 L (second longitudinal) mode with variable MFR in 63 cases for operating condition.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제3권4호
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• pp.41-49
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• 2009

This paper present result of numerical simulation of premixed combustion around a triangle Bluff Body. And a numerical simulation of a premixed flame stabilization by a bluff body was performed using LES Model. The calculated results from the LES showed a good agreement with experiment data than k-model. Premixture combustion has flammability limit, quenching distance, smallest ignition energy has the combustion quality of the back. Bluff body makes a recirculation zone. Therefor velocity of behind bluff body is very slow. It was caused by slowly position speed and the fire occurred after the Bluff Body. Occurrence of fire it made the waste gas of high speed and the thrust made well.