• 한국연소학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.34-42
• /
• 2006

Numerical analysis code has been developed to investigate the slab heating characteristics in a reheating furnace of a steel mill company. Unsteady 3-Dimensional behaviour can be predicted with the developed code. Premixed flame model is adopted for combustion phenomena and eddy dissipation model is used for turbulent combustion. Non -gray FVM radiation method is used to get a better accurate radiative solution. Slab movement can be fully traced from entrance into a reheating furnace until it#s exit and computation is performed during that period.

• 한국연소학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.24-31
• /
• 2016

In this paper we propose a new approach for an analysis and a prediction of combustion instability of lean premixed gas turbines. Our approach is based on the Nyquist stability criterion in control theory and a transfer function representation of a one-dimensional (1D) thermoacoustic system. A key advantage of the proposed approach is that one can systematically characterize the effects of various parameters of a combustor system on combustion instability. Our analysis method was applied to a real combustion system and the analysis results were consistent with experimental data.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제59권3호
• /
• pp.417-428
• /
• 2021

낮은 반응성으로 인해 복잡한 공정이 필요한 무연탄은 순환유동층 내의 동적 거동을 통해 연소 특성이 고찰되어야 한다. Pilot 규모의 0.1MW_th 급 순산소 순환유동층 연소로에서의 무연탄 연소 특성을 고찰하기 위하여 본 연구에서는 전산유체해석 기법을 이용하였다. 순산소 순환유동층 보일러는 연소로(0.15 m l.D., 10 m High), 싸이클론, 재순환부 등으로 구성되었고 동일한 크기의 3D 모델 반응기를 구축하였다.실험에 사용한 무연탄은 평균 입도 1,070 ㎛, 밀도 2,326 kg/m³이다. 공기 연소에서 순산소 연소로의 연소 환경 변화에 따른 반응기 내부의 기-고 흐름 패턴을 고찰하였다. 이때, 공기 연소와 순산소 연소에서 온도 분포는 비슷한 양상을 보이지만 압력 분포는 순산소 연소에서 더 낮음을 알 수 있었다. 더불어 공기 연소에 비해 순산소 연소에서 더 높은 CO₂ 농도를 가지므로 이산화탄소 포집이 활발히 이루어질 것을 예상해 볼 수 있다. 결과적으로 본 연구를 통해 무연탄 활용 시 순환유동층 반응기의 최적화된 설계 및 운전에 기여할 수 있음을 확인하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
• /
• 제5권3호
• /
• pp.189-195
• /
• 2019

논문에서는 상용급 가스터빈을 대상으로 해서 셰일가스를 연료로 공급할 때 유동 및 연소특성을 3-D 수치해석적 방법으로 구하였다. 이 때, Standard k-e 난류모델, 2단 메탄산화반응, Finite rate/Eddy dissipation 반응모델, DTRM 복사모델이 사용되었고, 기준조건(도시가스, PR 0.07)에서 출구 측에서 형성되는 온도는 이전 문헌 값과 비슷한 값을 보였다. 위 모델을 바탕으로 해서 연료조건으로 기존의 도시가스 외에 세 가지 셰일가스 조건(도시가스 대비 열량기준 80%, 90%, 105%)을 선정하였고, 각 연료조건에 대하여 세 가지 연료분사조건(PR=0.7, 0.9, 0.11)에 대한 해석을 수행하였다. 해석결과, 모든 셰일가스 연료공급 조건에 대하여 도시가스 대비 온도 혹은 NOx 측면에서 연소안정화를 만족하였다. 또한 모든 조건에 대해서 PR이 증가할수록 출구측 평균온도는 일정했지만 NOx량은 증가하였다. 이는 파일럿비가 증가할수록 상대적으로 확산연소가 증가했기 때문이다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.39-48
• /
• 2006

In this research, in order to study the spray, combustion, and emission characteristics of the common rail DME engine, the target engine was disassembled, and 3D CAD file was constructed using a 3D measurement machine and a rapid prototyping machine. Using the obtained 3D geometry, fine moving meshes are generated, and three dimensional non-steady turbulence flow field and combustion phenomenon including spray were numerically analyzed. As a result, IMEP of DME and diesel in medium and high speed revolution showed similar performance. As the DME fuel start to burn in spray area, the vaporized fuel rapidly spreads squish area in low speed revolution. In the case of DME engine, CO and NOx are relatively consistent with experiment results. It was found that the break-up, evaporation, collision model of DME fuel need to be properly adjusted through matching the characteristics of fuel and injector for further improvement.

• 청정기술
• /
• 제28권3호
• /
• pp.238-248
• /
• 2022

세계는 탄소 중립 사회로의 전환을 추진하고 있으며, 탄화수소계 연료를 수소로 대체함으로써 탄소 중립에 대한 기여를 기대할 수 있다. 하지만 수소 연소에 따른 질소산화물을 제어하기 위한 기술이 필요하며, 무화염 연소 기술이 하나의 대안이 될 수 있다. 본 연구는 수소 함량 및 배가스 재순환율에 따른 메탄-수소 연료의 연소 및 반응 특성을 분석하기 위해 Chemkin 기반의 1차원 대향류 확산화염 모델을 이용하여 해석을 수행하였다. 메탄 연소시 재순환율이 2에서 3으로 증가할 때 열방출의 흡열 구간이 없고 최대 열방출률 영역이 하나로 병합되는 무화염 연소가 달성되었다. 재순환율 3의 수소 전소 시 열방출 측면에서 무화염 연소가 달성되었으나, 화염 구조의 측면에서는 무화염 연소 달성 여부의 판단이 어렵다. 하지만 NO 생성량은 메탄 무화염 연소와 비교하여 유사한 수준으로 예측되었기에 수소 무화염 연소를 규정하기 위해서는 화염 구조, 열방출, NOx 생성에 대한 복합적인 고려가 필요하다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2004년도 제28회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.67-74
• /
• 2004

Numerical analysis code has been developed for investigating the combustion characteristics in a slab heater of a steel mill company. Unsteady full 3-Dimensional behaviour can be predicted with the code. Premixed flame model is adopted for combustion phenomena. And eddy dissipation model is used for turbulent flow and non gray FVM method for radiation. Slab movement can be fully traced from entrance into heater until it's exit and computation is performed during that period. Code was validated by comparing the calculation results with experimental ones for the bench scale heater.

• 한국분무공학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.119-125
• /
• 2020

In this paper, we used Helmholtz solver based on 3D finite element method to quantitatively analyze the effects of change of gain, time delay and time delay spread, which are the main variables of flame transfer function, on combustion instability in gas turbine combustor. The effects of the variable of flame transfer function on the frequency and growth rate, which are the main results of combustion instability, were analyzed by applying the conventional heat release fluctuation model and modified one considering the time spread. The analysis results showed that the change of gain and time delay in the same resonance mode affected the frequency of the given resonance modes as well as growth rate of the feedback instability, however, the effect of time delay spread was not relatively remarkable, compared with the dominant effect of time delay.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
• /
• pp.217-219
• /
• 2012

This study describes 3D RANS simulation of a 2.1 MW swirling pulverized coal flame in a semi-industrial scale furnace. The simulation of pulverized coal combustion involves various models for complex physical processes and needs information of pyrolysis rate, the yields and compositions of volatiles and char especially in coal conversion. The coal conversion information can be acquired by the experiment or the pre-processor code. The empirical model based on the experiment of the IFRF and the structural model based on the pre-processor code of the PC-COAL-LAB were evaluated against the measurement data.

• 한국분무공학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.16-21
• /
• 2018

The current study has developed an in-house 3D FEM code in order to model thermoacoustic problems in a gas turbine combustion system and compared calculation results of main instability characteristics with measured ones from a lab-scale partially-premixed combustor. From the comparison of calculation results with the measured data, the current model could successfully capture the harmonic longitudinal instability frequencies and their spatial distributions of the acoustic field as well as the growth rate of self-excited modes.