• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.2
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• pp.250-258
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• 1985

비균열 접선속도장에 기인한 화염스트레치 인자와 확산선호도가 예혼합화염의 전파속도에 미치는 영향을 연소가스와 예혼합기의 대향류 유동장을 모델로 하여 접합 전개 방법을 이용하여 일반 인 Lewis수 및 기체팽창을 고려하여 해석하였다. 이 결과 스트레치가 작은 경우에는 확산선호 도에 따라 화염특성이 급격히 변화하는데 이는 곡률을 가진 자유전파화염의 특성과 동일하며 스트레치가 큰 경우에는 확산선호도에 관계없이 화염전파속도는 감소하는 특성을 보여주었다. 또한, 화염스트레치의 실험적 측정 및 이론적 해석에 있어서의 정의 및 화염스트레치의 영향에 관한 현상적 설명에 대하여 재검토하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2005.10a
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• pp.162-169
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• 2005

The performance of oxygen combustion with $CO_2$ feeding was investigated in a pyrex tube furnace. The inverse type multi-hole burner was used for improving mixing and wide operating range. It introduced oxygen, fuel, and oxygen, respectively, from center tube to outer tubes. Oxygen combustion characteristics with excess oxygen ratio, oxygen feeding ratio, and $CO_2$ feeding flow rate were studied to optimize the operating condition and to apply the oxygen combustion with recirculation of flue gas to a real furnace. This paper presents results on the effect of $CO_2$ feeding flow rate on the structure of the flames and concentrations of NO and CO emissions. The visible flame length was shortest due to well mixing between fuel and oxygen when the oxygen feeding ratio was 0.25. The NO emission was reduced drastically regardless of excess oxygen ratio when the $CO_2$ feeding flow rate was larger than 15 lpm. The CO emission is varied by changing the $CO_2$ feeding flow rate but the CO emission characteristics is highly affected by excess oxygen ratio. When the excess oxygen ratio is below ${\lamda}=1.1$, the CO emission increased as the $CO_2$ feeding flow rate increased.

• Journal of the KSME
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• v.30 no.6
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• pp.521-534
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• 1990

유동층 연소방식을 이용한 열병합설비는 상당수가 전세계적으로 성공리에 운전되고 있으며, 연료의 폭넓은 수용성, 저온연소에 기인한 저공해 특성으로 인해 기존연소 방식보다 월등한 강 점이 인정되고 있다. 따라서 에너지 활용의 극대화와 환경오염의 최소화라는 두가지 명제를 만족시키는 금세기 최대의 매력적인 석탄 연소 방법으로서 유동층 연소 기술은 지속적인 확산이 예상된다. 그러나 그 동안의 문제가 제작자와 사용자의 노력에 의해 거의 해결되었다고는 하나, 아직도 대형화 및 기본설계상의 문제가 부분적으로 해결되어야할 숙제로 남아 있다. 최근의 추세는 다양한 형태의 설계개념이 차츰 서로 비슷해지는 추세로서, 이는 구체적인 설계과정에서 최적 시스템으로 취합되는 경향을 나타내고 있다. 각공정에 맞는 최적 시스템/최적 설계를 도 입하기 위해서는 각 제작자의 독특한 시스템에 대한 검토 분석이 있어야 하며, 사용코자하는 연료와 석회석의 물리화학적 특성을 사전에 분석하여 선택코자 하는 유동층 시스템과의 적합성 여부에 대한 사전 검토가 요망된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.9
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• pp.829-836
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• 2013

The combustion characteristics with variations in synthetic natural gas (SNG) compositions were studied in a lab-scale combustor. The objective of the current study is to investigate the flame stabilization, flame structure, and spectrometry in a non-premixed SNG flame with varying fuel compositions. For the analysis of light emission in SNG flames, we used a spectrometer. As experimental conditions, the fuel jet velocity at the nozzle exit $u_F$ was varied from 5 to 40 m/s and the coaxial air velocity $u_A$ was varies from 0 to 0.43 m/s. The experiments showed that the flame stability increased with the hydrogen component in SNG.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.6
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• pp.1669-1678
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• 1990

The annular and coaxial swirl flows between which LPG is supplied was selected to study the swirling flames in double co-swirl flows. The objective of this study is to research into the effects of double co-swirl flow conditions on the stability limit, the reverse flow boundary, and the time mean temperature distributions of the swirling flames. The increase of swirl intensity of axial flow makes the stability limit decrease, but the annular swirl flow (SM>0.5) makes stability and swirl intensity of axial flow increase, And the existence of axial swirl flow makes flame intensive and small in size, and this may be applicable to the design of high power compact combustor.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.4
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• pp.1-9
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• 2007

Many processing companies are facing environmental regulations such as decreasing NOx emissions when they by to increase thermal efficiencies of combustor. We study a potential new method that may achieve both increase of thermal efficiency and decrease of NOx emissions. This new concept of burner, the precessing jet burner, is known to significantly reduce pollutants such as NOx emissions and simultaneously increase radial heat transfer. This precessing jet nozzle may increase the combustion efficiency of gas turbine engine. A basic research on characteristics of precessing jet nozzle has been conducted using FLUENT and laser visualization technique. Velocities at He nozzle cross-section are compared with the published experimental results. Precessing jet nozzle with centerbody results in better precessing phenomena.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.3
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• pp.589-597
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• 1992

The effect of pressure on soot formation in premixed propane-air combustion is investigated at high pressures over the pressure range of 1 to 5 MPa by using a specially designed constant volume combustion bomb. The combustiom chamber of disk type with eight spark plugs located on the circumference at an interval of 45deg is 100mm in diameter by 14mm thick. The end gases are compressed to high pressures by the eight converging flames. The soot volume fraction in the chamber center during the final stage of combustion at the highest pressure is measured by the in-situ laser extinction technique, and the burnt gas temperature during the same period is measured by the two-color method. It is found that the soot yield rises with 50 to 100% for the respective equivalence ratio range of 1.9-2.2 at an interval of 0.1 when the combustion pressure is increased from 1 to 5 MPa, and that the turbulent flames decrease in the soot yield as compared with the laminar flames because the burnt gas temperatures increase with the drop of heat loss.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.190-193
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• 2010

The turbulent mixing and combustion of a shear coaxial injector under supercritical pressures have been theoretically/numerically investigated. Turbulent numerical model is based on large eddy simulation with real-fluid transport and thermodynamics over the entire pressure; Soave modification of Redlich-Kwong equation of state, Chung's model for viscosity/conductivity, and Fuller's theorem for diffusivity to take account Takahashi's compressible effect. The results are compared with previous researcher's. The large-scale vortices shedding from the outer rim into the recirculation region to react with gaseous oxygen was investigated.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.17-17
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• 1997

극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.10-10
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• 1998

본 연구에서는 제트 추진 기관의 터빈 익렬에서의 유동과 대기 중에 부유되어 있는 입자 또는 연소 생성물들이 제트엔진 내부로 유입될 경우 이에 따른 압축기 및 터빈 날개의 마모 및 충돌 부위를 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 일반적으로 각종 항공기의 추진 기관용 가스 터빈 엔진은 대기중에 부유되어 있는 각종 입자들의 영향을 받게 된다. 특히, 확산 지역을 통과하는 항공기나 먼지 입자 부유물이 많은 공업지대 또는 사막지역을 비행하는 항공기의 경우는 모래 알갱이, 먼지 및 연소 입자의 직접적인 영향을 받아 각 요소들에 심각한 부식 및 마모가 발생됨으로써 성능 저하 및 냉각 통로의 막힘, 압축기와 터빈 날개의 손상 등이 예측되어진다. 특히 항공기용 추진 기관은 엔진 입구에 유입 공기를 정화하기 위한 여과장치의 설치가 불가능하며, 자동차용 가스터빈 엔진의 경우는 여과 장치를 부착하여도 미세한 입자들이 여과 장치에 여과되지 않고 엔진 내부로 침투하게 되므로 치명적인 손상이 예상된다. 이러한 손상들은 초기에는 미세하게 발생하지만, 손상 정도가 점점 누적됨에 따라서 항공기의 안전 운전에 심각한 위험 요소로서 작용할 수 있으며, 경제적으로도 기관의 유지 보수비용의 증가를 가져올 수 있다. 따라서 압축기에 화산재 또는 대기중에 부유되어 있는 금속 입자나 먼지입자 등이 유입되었을 경우, 압축기 날개의 손상 부위와 정도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Lagangian방법을 적용하여 압축기 날개위의 부유 입자 충돌 부위를 예측하고, 설계 시 이를 보완할 수 있는 기준을 제시하였다. 아울러 설계 입구각과 크게 벗어난 유동의 유입시에 발생되는 박리 현상과 이에 따른 입자의 유동 및 날개의 입자 접착 부위를 예측하였다. 본 연구에서는 여러 크기의 입자(다양한 Stokes 수)들을 주어진 속도에서 유선을 따라 압축기 입구에서 압축기 유로로 여러 위치에서 부유 시켜서 그 입자들의 궤적 및 충돌, 점착 위지를 고찰하고, 정량적인 충돌량을 해석하기 위하여 입자 충돌 계수를 정의하여 압축기 날개 표면의 충돌특성을 알아보았다. 이러한 예측을 통하여 압축기 날개 표면의 충돌 부위를 예측하고, 날개의 표면을 코팅하는 등 보호 개선책을 제시할 수 있고, 연소의 반응물 입자가 터빈 날개에 충돌하여 발생되는 날개 표면의 파손, 냉각 홀의 막임, 연소 입자의 점착 부위 등을 예측하여 보완책을 준비할 수 있도록 하였다.