• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.161-167
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• 2019

바이오매스의 급속열분해를 위하여 지난 수십 년간 다양한 형태의 반응기가 개발되었다. 급속열분해 공정의 반응기는 유동층 반응기가 많이 사용되어 왔으며, 최근에는 분사층 반응기를 이용한 바이오매스의 급속열분해 특성에 대한 연구가 다수의 연구자들에 의해 수행되고 있다. 분사층 반응기의 유동화 특성은 입자의 물리적 특성, 유체 제트의 속도, core와 annulus의 구조에 영향을 받으며, 반응기의 기하학적 구조는 분사층 내부의 core와 annulus 구조를 결정하는 주요 인자이다. 따라서 분사층 반응기의 최적설계를 위해서는 열분해 반응에 영향을 주는 인자에 대한 바이오매스의 급속열분해 특성에 대한 연구가 수행되어야 한다. 하지만 분사층 반응기의 기하학적 구조에 의한 바이오매스의 급속열분해 특성은 자세히 연구되지 않았다. 본 연구에서는 분사층 반응기의 원뿔각과 반응 온도 변화에 따른 Jatropha curcas L. seed shell cake의 급속열분해 실험을 수행하여 분사층 반응기의 최적 형상과 반응 온도를 도출하였다. 실험결과, 열분해 오일의 에너지 수율은 반응 온도 $450^{\circ}C$, 분사층 반응기의 원뿔각 $44^{\circ}$에서 63.9%로 가장 높게 나타났다. 그리고 분사층 반응기 내 고체입자의 열전달과 기체상 열분해 생성물의 체류시간은 원뿔각의 영향을 받아 열분해 생성물의 수율 및 열분해 오일의 품질에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.510-519
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• 2013

Urea-SCR시스템에 적용하기 위한 액막형 선회분사기의 분사압력변화에 따른 분무특성이 실험적으로 조사되었다. 실험에 사용된 노즐은 형상비 3.1을 갖는 단공 압력식 액막형 선회노즐이며, 노즐선단에 분사되는 유체에 선회류를 형성하기 위한 선회기가 설치되어 있다. 노즐의 분사량 조절은 PWM(pulse width modulation)기법에 의해 제어되었다. 분무의 발달과정은 2차원 PIV에 의해 가시화되었으며, 분무각 변화가 조사되었다. 분무액적의 속도 및 크기는 2차원 PDPA에 의해 상온 대기압 조건에서 측정되었다. 분무구조는 분사압력에 큰 영향을 받으며, SMD는 분사압력 증가에 따라 감소하며 선행연구자의 반실험적 결과와 유사한 경향을 보임을 알 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.207-212
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• 2005

In this paper, we present the theoretical and numerical results of flow characteristics of a gas in a swirl injector. Proposed in this study are one-dimensional (theoretical) model and 2D/3D CFD models for use in the design of the injector. It was found that contrary to the classical theory about the compressible flow, the swirl gives a significant effect on the mass flow rate and the choking conditions. The one-dimensional model was found to Provide reasonably accurate results compared with the 2D/3D numerical results, so that it can be employed in th initial stage of the swirl-injector design process.

• 오토저널
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• 제14권4호
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• pp.31-38
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• 1992

The objective of this study is to determine the ignition feasibility of a single shot, air-assisted gasoline fuel injector operated in a constant volume combustion chamber under atmospheric condition. A number of parameters has been selected for this experiments, such as dwelling time, spark gap position(r,z), spark electrode geometry, supplied air and fuel masses and spray cone deflector angle. On-site visual inspection of the instantaneous flame glow was chosen as one way to judge the successful ignition. In addition, chamber pressure and occasional photography were mobilized as for data recording. It was clearly observed that there was an entrainment air-fuel mixture toward spray axis from the spray formation and its development later on. The optimum ignition conditions were found for those parameters given above.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.47-53
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• 2007

본 연구의 목적은 대형 석탄 화력 발전소에 DSI(Dry Sorbent Injection)공법 적용 가능성에 대한 연구로서 전산유체역학(CFD; Computational Fluid Dynamics) 기법을 이용하여 N화력 S화력발전 본부에서 운용중인 500MW급 유연탄 발전시설의 보일러 후단에서 전기 집진기 전단까지 덕트 내의 배기가스에 대한 삼차원 유동장에 대한 전산 해석을 수행하였다. CFD상용코드를 이용하여 DSI공법적용 전 기술적 방향을 제시하였는데 덕트의 형상, 탈황제 분사 위치, 분사 속도에 따른 탈황제의 관내 분산 특성에 대한 연구를 중점으로 하였다. 그 결과 DSI공법 적용에 관한 최적의 조건을 확립하였고 그 중 탈황제의 분산에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 덕트형상임을 확인하였으며 이에 Lobed-plate라는 탈황제 분산판을 적용한 결과 덕트 내 탈황제의 고른 분산을 유도할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 1부
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• pp.262-265
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• 2011

본 연구는 탈진 기류 분사 시스템의 최적화 설계에 관한 기초 연구의 일환으로 전산유체역학(CFD)을 이용하여 일반 블로우 튜브와 단순 벤츄리 조합의 충격 기류(Pulse air jet) 방식의 탈진 장치에 대한 탈진 성능과 벤츄리 입구에 기류 유도용 구조물을 설치한 경우의 탈진 성능을 비교하였다. 각 Case별로 벤츄리 내부로 유입되는 탈진 공기량을 예측한 결과, case 2의 벤츄리 형상 개조시 case 1 보다 벤츄리로 유입되는 탈진 공기량이 약 20% 증폭되는 것으로 나타났다. 또한 필터백 표면에서의 탈진 기류 전달 분포를 예측한 결과, 모든 case가 필터백의 국한된 영역으로 탈진 기류가 집중됨을 알 수 있었다. 또한, case 2의 경우가 case 1보다 오히려 탈진 기류의 전달 수준이 불량함을 알 수 있다. 이는 case 2의 경우 벤츄리 입구에 기류 유도용 구조물을 설치한 것이 탈진 공기량을 증폭시키는데에는 도움이 되나, 오히려 벤츄리 내부로 유입된 탈진 기류의 직진성을 보완하여 필터백 내부에서 탈진 기류의 확장을 방해하기 때문인 것으로 판단된다.

• 항공우주기술
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• 제13권2호
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• pp.150-159
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• 2014

본 연구에서는 액체산소/케로신 추진 로켓 엔진 연소장치의 국내 개발에 있어서의 전산유체역학 응용 사례를 간략히 소개하였다. 추진제 공급부에 대한 다차원 유동 해석을 통해 유동 균일성을 확인하고 및 압력 손실을 예측할 수 있으며, 개념 설계 단계에서 추진제 매니폴드 형상 설계안을 비교/선택할 수 있다. 다분야 연소/냉각 성능 통합 해석을 통해 로켓 엔진 연소기의 연료 막냉각 및 열차폐 코팅 조건 등 연소/냉각 성능 관련 설계 문제 해결에 필요한 주요 정보를 도출할 수 있다. 향후 분사면 근처에서의 추진제 혼합 및 연소특성을 파악할 수 있는 해석 모델/기법을 개발할 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3403-3409
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• 2014

동축 와류형 분사기 19개로 구성된 연소기 헤드와 냉각채널을 갖는 연소실을 이용하여 연소시험을 수행하였다. 추진제로는 액체산소와 케로신(Jet A-1)이 사용되었으며, 연소시험은 연소실 압력 59~82 bar, 혼합비 2.0~3.0 영역에서 수행되었다. 냉각채널 연소실의 냉각 유체로는 물이 사용되었으며, 냉각채널 입구와 출구에서의 물의 온도를 측정하여 열유속 값을 계산하였다. 본 연구에서는 연소불안정에 따른 열전달 영향을 살펴보는 것을 목표로 하였으며, 이를 위해 냉각수의 온도 변화를 계측하였다. 몇 번의 연소시험에서 연소불안정 현상이 발생하였으며, 이때 열유속이 5~20% 정도 증가하는 결과가 나타났다. 또한 열유속은 연소불안정이 발생하는 초기 시점에서 최대가 되는 것을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.30-35
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• 2000

$GO_2$/kerosene을 추진제로 하는 로켓엔진 개발에 사용된 swirl-coaxial injector의 점화초기 및 소염시에 발생하는 파손 원인을 규명하고자 실험용 인젝터를 제작하여 추진제간의 운동량비를 1-12 범위에서 변화시켜가며 화염 부상 거리를 실험적으로 측정하였다. 실험에 사용된 인젝터는 kerosene을 인젝터의 중심에서 접선형 선회기를 통하여 분사되도록 하였으며 그 주위로 $GO_2$를 연소실의 축방향에 수평하게 분사되도록 설계하였다. 연소압을 대기압으로 하여 실험하였으며, 캠코더로 촬영된 이미지로부터 화염의 순간상들을 얻어 측정한 후 이를 평균하여 화염부상거리를 구하였다. 본 연구에서는 추진제간의 운동량비 증가에 따라 화염 부상 거리가 증가함을 알 수 있었으며, 추진제간의 운동량비가 과다하게 커지는 경우 분무에 간섭을 일으켜 인젝터 파손의 원인이 됨을 알 수 있었으며, 안정적인 연소시스템 및 인젝터 설계를 위해서는 점화초기 및 소염시 추진제의 공급운동량을 제어할 수 있는 제어시스템이 필수적임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.24-29
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• 1998

Duplex Type의 2-유체 공기충돌형 Swirl 인젝터의 분무특성을 파악하고자 유체공급압력 0~13kg/$\textrm{cm}^2$ 범위에서 유량계수, 등가 분산각, 질량분포를 실험적으로 구하였다. 일반적으로 기체의 총 유량이 증가할수록 미립화는 촉진되나 반경방향 유량이 많은 경우에 분무형상은 비교적 안정적이었으며, 축방향 보다는 반경방향 선회기가 미립화에 미치는 영향이 컸다. 3kg/$\textrm{cm}^2$을 제외하고는 물 유량이 증가함에 따른 등가 분산각의 변화는 미소하였고, 기체의 유량증가도 마찬가지였다. Patternator를 사용한 질량 분포는 반경방향 기체유량이 증가함에 따라 분포곡선의 최대점은 낮아지면서 더 넓은 영역에 걸쳐 분포하였고, 물 유량의 증가에 따른 질량중심점의 위치는 변화가 없었다.