• 제목/요약/키워드: 희석연소

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단계적 연료공급 가스터빈 연소기의 NOx 발생특성 (NOx Formation Characteristics of Fuel Staged Gas Turbine Combustor)

  • 이찬;이한구;강승종
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1994년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.15-21
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    • 1994
  • 단계적 연료방식을 가지는 가스터빈 연소기의 해석을 위한 방법을 제안하였으며, 이를 바탕으로 연료배분방식에 따른 연소기의 연소 및 NOx 발생특성을 규명하였다. 연소기 해석모델은 연소기 내부를 선회기구역, 1차연소구역, 재순환구역, 2차연소구역 및 희석구역으로 나누어 각각의 반응구역을 혼합반응기, 플러그 유동반응기의 모델로서 근사하였다. 반응기내의 연소 및 NOx 생성반응은 천연가스 반응모델과 Zel'dovich 의 NOx 모델을 이용하여 예측하였다. 본 해석방법을 이용하여, 각 반응구역에 유입되는 연료량이 연소기내 연소특성, NOx 발생 특성 및 온도분포에 미치는 영향을 검토하였다. 또한, NOx 저감을 위해 증기분사를 사용하는 경우에 분사위치가 NOx 발생에 미치는 영향을 분석하여, 가스터빈 연소기설계에 필요한 기초자료를 제공하였다.

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질소희석된 메탄 동축류 제트에서 화염 부상 메커니즘에 관한 연구 (Mechanism of Lifted Flames in Coflow Jet with Diluted Methane)

  • 홍기정;원상희;김준홍;정석호
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 대한연소학회 2003년도 제27회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.177-184
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    • 2003
  • Stabilization mechanism of lifted flame in the near field of coflow jets has been investigated experimentally and numerically for methane fuel diluted with nitrogen. Lifted flames were observed only in the near field of coflow jets until blowout occurred in the normal gravity condition. To elucidate the stabilization mechanism for the stationary lifted flames in the near field of coflow jets for the diluted methane having the Schmidt number smaller than unity, the behaviors of the stationary lifted flame in microgravity and unsteady propagation phenomena were investigated numerically at various conditions of jet velocity. It has been founded that the buoyancy plays an important role for flame stabilization of lifted flame in normal gravity and the stabilization mechanism is due to the significant variation of the propagation speed of lifted flame edge compared to the local flow velocity at the edge.

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가스터빈 연소기 기본형상 결정에 관한 연구 (A Study on the Preliminary Design of Gas Turbine Combustor)

  • 안국영;김한석;김관태;배진호
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.135-151
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    • 1997
  • The preliminary design and performance test for determining dimensions of gas turbine combustor were investigated. The combustor design program was developed and applied to design our combustor. and detailed design for determining of swirler. dome and liner holes were performed experimentally. The swirler. which govern the combustion characteristics of combustor, was determined $40^{\circ}$ as swirl angle at first performance test. After second performance test the swirler was re-determined by 24 mm i.d.. 34 mm o.d., and swirl angle of $45^{\circ}$. The geometry of liner holes were determined by considering the flame stability and recirculation zone size. It was found that flame can be more easily stabilized by adjusting the swirier dimensions rather than liner holes. The geometry of swirler and liner holes were re-determined by final performance test with dilution holes. Also. the performance of combustor was evaluated by analysis of exhaust gases.

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모델 가스터빈 연소기에서 합성가스 연소성능시험 - Part 1 : 화염안정성 (Combustion Performance Test of Syngas Gas in a Model Gas Turbine Combustor - Part 1 : Flame Stability)

  • 이민철;주성필;윤지수;윤영빈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권8호
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    • pp.632-638
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    • 2013
  • 본 논문에서는 네덜란드 부게넘 및 국내 태안 IGCC플랜트의 석탄으로부터 생성된 합성가스의 화염안정성 및 연소불안정성에 대해 기술하였다. GE7EA 모사 가스터빈 연소기를 대상으로 상압 고온 연소시험을 수행하여 입열량 및 질소희석에 따른 연소특성을 관찰하였다. 시험결과를 통해 화염안정화 선도는 화염의 구조에 따라 Regime I부터 VI까지 6개의 영역으로 구분하였고, 2개의 영역(Regime I, II)에서 화염이 안정적으로 연소되는 것을 확인하였다. 태안 및 부게넘 합성가스 모두 안정하게 연소되고, 화염이 외부 재순환 유동과 결합되는 Regime II에 해당하는 것을 확인하였다. 또한 $H_2$/CO비만을 고려하면 수소의 함량이 높은 부게넘 가스가 안정적 연소구간이 넓지만, 질소희석을 고려할 때 부게넘 가스 내의 더 많은 질소가 화염안정성에 부정적 영향을 미치기 때문에 태안 합성가스가 부게넘 합성가스보다 더 안정적으로 연소하였다.

고온 미소농도구배 조건에서의 에지화염 강도 변화에 관한 실험적 기초 연구 (Basic Experimental Study of the Edge-Flame Intensity Variation at High Temperature and with Small Fuel-Concentration Gradient)

  • 이민정;김남일
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권6호
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    • pp.633-640
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    • 2011
  • 본 연구에서는 고온의 미소농도구배 조건에서의 에지화염의 안정화 및 화염 강도 변화를 실험적으로 관찰하였다. 실험 연소기는 크게 혼합기가 투입되는 슬롯과 석영 채널 및 채널 내부 가열을 위한 추가적인 예혼합 연소기로 구성되어 있다. 실험의 정확성을 위해 각 경계 조건에 대한 정량적인 검증 절차가 수행되었다. 결론적으로 연료 농도 구배의 정량적인 제어와 질소 희석비율을 조절하여 고온의 조건에서도 에지화염을 임의의 위치에 안정화 시킬 수 있었다. 에지화염 내부에 존재하는 확산화염의 화염 강도가 채널 내부의 온도증가에 따라 증가하고 질소의 희석비율 증가에 따라 감소하는 것을 보였다. 연료에 따른 화염 강도 변화를 살펴본 결과 프로판의 경우가 메탄에 비해 강도 변화율이 큰 것을 알 수 있었다.

질소희석과 압력이 석탄가스 비예혼합 화염구조와 소염 스칼라 소산율에 미치는 영향 해석 (Effects of Fuel-Side dilution and Pressure on Structure and Extinction Scalar Dissipation Rate of Syngas Nonpremixed Flames)

  • 박상운;신영준;김용모
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.61-62
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    • 2012
  • The present study has numerically investigated the effects of fuel-side dilution and pressure on flame structure and extinction scalar dissipation rate of turbulent syngas nonpremixedd flames. Numerical results indicate that for highly diluted case, peak temperature is decreased and stoichiometric mixture fraction is increased. By decreasing the pressure and the nitrgen dilution levelcreased, the extinction scalar dissipation rate is increased.

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성층화된 예혼합화염에 대한 희석제 첨가의 영향 (Fuel Dilution Effects for Stratified Premixed Flames)

  • 안태국;이원남
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.73-76
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    • 2013
  • The inert gas dilution effect for the stability of a stratified propane premixed flame has been experimentally studied. The addition of inert gases to a stratified premixed flame, which used to be very stable without dilution, makes a flame unstable. The lower equivalence ratio on the outer premixed flame and the lower fuel flow rate through the inner nozzle were observed to be the more stable conditions for the stratified premixed flame with nitrogen or argon dilution. It has been interpreted with the flame structure change such as shift of stoichiometric ratio region in a flame.

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희석제 입도가 고온자전연소법에 의한 질화알루미늄 합성에 미치는 영향 (Effect of Diluent Size on Aluminum Nitride Prepared by Using Self-Propagating High-Temperature Synthesis Process)

  • 이재령;이익규;신희영;정헌생
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.69-75
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    • 2005
  • 고온자전연소법에 의한 질화알루미늄 합성에 있어서, 반응물(Al) 형상과 희석제(AlN) 입도 등의 형상학적 조건이 반응생성물에 미치는 영향을 조사하였다. 평균 입경(34$\mu$m)이 같은 두 종류의 Al 분말(입상, 편상)과 평균입경이 다른 4종류의 AM분말을 희석제로 사웅하여 반응 성형체를 준비하였다. 반응성형체의 충진밀도는 이론밀도의 $35\%로 고정하였고, 초기 질소압은 $1\~10MPa$, 희석을은 $0.4\~0.7$로 변화시키면서 반응을 실시하였다. 반응물과 희석제의 입도를 비슷하게 조절함으로써, 상대적으로 질소압이 낮은 1MPa의 조건에서도 순도 $98\% 이상, 입경 수십 $\mu$m의 AlN 합성이 가능함을 확인하였다. 이러한 고순도, 고입경화는 연소파 진행 후, 성형체 내부로 질소가스 투입 용이성의 차이에 의한 현상이라고 판단된다.

모형가스터빈 연소기에서 분무각 변화에 따른 연료농도 및 화염온도 분포 (Fuel Concentration and Flame Temperature Distribution in Model Gas Turbine Combustor with Various Spray Angles)

  • 황진석;변용우;성홍계;구자예;강정식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권10호
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    • pp.1011-1016
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    • 2008
  • KIVA3V를 이용하여 모형 가스터빈 연소기에서 Jet-A의 분무와 연소에 관한 수치해석을 하였다. 연소기 형상은 6개의 희석홀을 가지며, 스월효과를 고려하였다. 연소 특성을 해석하기 위해 열적 NO 발생을 고려하였다. 다양한 분무각에 대해서 Jet-A 증기, 화염온도 분포와 NO 발생량에 대하여 비교하였다. 분무각이 커질수록 1차 영역에서 연료 증기가 비교적 고르게 나타나게 되며 증발이 더욱 빠르게 되고, 주변 기체와 연료 증기 사이의 혼합이 증가한다. 그 결과 고온부가 넓게 나타나게 되고, 이에 의해 열적 NO 발생이 증가한다.