A cylindrical constant volume combustion chamber was used to investigate the flow characteristics at spark plug and the combustion characteristics of homogeneous charge methane-air mixture under various initial pressure, excess air ratio and ignition times in quiescent mixture. The flow characteristics such as mean velocity and turbulence intensity was analyzed by hot wire anemometer. Combustion pressure development measured by piezoelectric pressure transducer and flame propagation acquired by ICCD camera were used to investigate the effect of initial pressure, excess air ratio and ignition times on pressure, combustion duration, flame speed and burning velocity. Mean velocity and turbulence intensity had the maximum value at 200 or 300ms and then decreased to near 0 value gradually after 3 seconds. Combustion duration, flame speed and burning velocity were observed to be promoted with excess air ratio of 1.1, lower initial pressure and ignition time of 300ms.
Production and application of biodiesel are expected to grow steadily in the coming years and thus output of its by-product, crude glycerin, will accordingly increase as well. In the present study, gasification of biodiesel by-product as a renewable energy was performed in an entrained flow gasifier to investigate the gasification performance with the operating conditions. Crude glycerin shows a high heating value of 6,000 kcal/kg and low ash and sulphur content. Gasification was conducted in a temperature range of $950\;{\sim}\;1500\;^{\circ}C$. The variation of syngas composition with excess air ratio of 0.17 ~ 0.7 for air or oxygen as a gasification agent was investigated. From the results, syngas heating value, carbon conversion and cold gas efficiency of more than $2500\;kcal/Nm^3$, 95% and 65% were achieved, respectively. The temperature dependency of syngas composition, carbon conversion, and cold gas efficiency shows a similar tendency to excess air ratio at the temperature corresponding to the excess air ratio. The $H_2/CO$ ratio of the product gas was varied from 1.25 to 0.7 with the excess air ratio and this gas composition was favorable for DME synthesis. The optimum excess air ratio for gasification of biodiesel by-product was evaluated to be an approximately 0.35 to 0.4. The present results indicate that crude glycerin can be utilized as a feedstock for gasification to make syngas.
본 연구는 석탄 연소에서 우드펠릿 전소 보일러로 설비를 개조하여 실제 운영 중인 125 MW급 영동화력 1호기 보일러를 대상으로 2단 연소용 공기의 공급위치와 비율을 조정하여 NOx 및 CO발생에 미치는 영향을 시험하였다. 2단 연소용 공기량이 상대적으로 증가하면, 연료입도가 작아서 낮은 과잉 공기비(1.10)로 연소할 경우 NOx는 약간 감소하고 CO는 급격히 감소하지만, 연료 입도가 커서 높은 과잉공기비(1.33)로 연소할 경우 NOx는 약간 증가하지만 CO는 거의 영향을 받지 않았다. 또한 2단 연소용 공기량이 같아도 공급위치가 주연소기 상부로 편중될수록 NOx 및 CO 발생 농도는 낮게 나타났으며 과잉 공기비가 높은 경우 2단 연소용 공기량에 무관하게 NOx 및 CO의 발생은 매우 낮은 수준을 유지한다는 것을 알 수 있었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제21권4호
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pp.421-429
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1997
This study is theoretically examined the influences on the performance of diesel engine super¬charged by exhaust gas turbine with the change of excess air factor, admission ratio, total efficien¬cy of turbine and compressor, scavenging pressure ratio, and scavenging temperature. In this study, all calculations are carried out by computer, and the theoretical engine performance is com¬pared with the actual engine performance which is offered from engine manufacturer. Following results are acquired by this study. The mean effective pressure is increased with decrease of excess air factor or increase of scavenging pressure ratio. As the admission ratio or total efficiency of tur¬bine is increased, the mean effective pressure is increased but the specific fuel consumption is decreased. Mean calculation error compared with the actual engine performance is under 5 per¬cents, therefore, this calculation method can be used in the design of diesel engine.
The wood pellet, which is one of the woody biomass energy, has very high economic efficiency and combustion efficiency during their combustion. The existing pellet burner have many problems such as low combustion efficiency, flame stabilization, ash problem and ignition time etc. We developed cyclonic wood pellet burner aim to 20,000kcal/hr boiler and measured temperature profiles and exhaust gases in order to investigate the flame stability and optimum combustion condition at any air flow conditions. As results, we confirmed the reappearance and the isotropy of the experimental results in the burner. At the first air flow inlet condition of excess air ratio ${\alpha}=0.02$, second air flow $490{\ell}/min$ had the best combustion condition when pellet supplied 30g. This result means that we need much air supply only for the swirling of second air flow. So we tested various second air flux at first air excess air ratio ${\alpha}=0.7$ condition. At this condition, we could find out that we don't need much second air and total air flux compared to the former condition. We will continuously test this work of air flow distribution, and swirl effect of first air flow, and ash elimination.
This paper presents the performance and emissions characteristics of a small spark-ignited gasoline engine. The engine used in this paper is a single cylinder, diaphragm carburetor, two-stroke, air-cooled 26cc SI engine for brush cutter. For the performance of the engine, RPM, torque, and fuel consumption were measured and HC, CO, and NOx measured for the emissions according to the change of the dynamometer load at wide open throttle (WOT) position. The results showed that the excess air ratio decreased and torque increased with increasing loads, the torque and brake specific fuel consumption were the optimum driving condition at the 7000 rpm, HC and CO emissions increased with increasing loads and with an decrease in excess air ratio over 7000 rpm.
Experimental and numerical studies have been done to examine the effects of excess air ratio and tertiary air swirl number on the formation characteristics of NOx in a pilot scale combustor adopting a multi-air staged burner. In numerical calculation the mathematical models for turbulence, radiation and nitric oxide chemistry were taken into account. The radiative transfer equation was solved using the discrete ordinates method with the weighted sum of gray gases model. In the NOx chemistry model, the chemical reaction rates for thermal and prompt NOx were statistically averaged using a probability density function. The results were validated by comparison with measurements. For the experiment, a 0.2 MW pilot multi-staged air burner has been designed and fabricated. Using the numerical simulation developed here, a variation of thermal and prompt NOx formation was predicted by changing the excess air ratio and tertiary air swirl number. As the excess air ratio increased up to 1.9, the formation of the total as well as thermal NOx at exit increased while the prompt NOx decreased. The formation of thermal NOx was more affected by concentration of $O_2$ and $N_2$ than gas temperature. When the tertiary air swirl number increased, the formation of the total as well as the prompt NOx slightly decreased.
The combustion and exhaust emission characteristics in a spark ignition (SI) engine with various test fuels (bioethanol - gasoline blends) and air-fuel ratio were investigated in this research. To investigate the influence of the excess air ratio and ethanol blends on the combustion characteristics such as the cylinder pressure, rate of heat release (ROHR), and fuel consumption rate were analyzed. In addition, the reduction effects of exhaust emissions such as carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbon (HC), and oxides of nitrogen (NOx) were compared with those of neat gasoline fuel under the various excess-air ratios. The results showed that the peak combustion pressures and the ROHR of bioethanol fuel cases were slightly higher than those of gasoline fuel at all test ranges and fuel ratio. As compared with gasoline fuel (G100) at each given excess air ratio, BSFC of bio-ethanol was increased. The CO, HC, NOx emissions of bio-ethanol blends were lower than those of gasoline fuel under overall experimental conditions.
In this study, a cylindrical constant volume combustion chamber is used to investigate the flow and combustion characteristics of methane-air homogeneous mixture under various initial charge pressure, excess air ratios and ignition times. The flame and burning speed, mean gas speed are calculated by numerical analysis to analyze the combustion characteristics. It is found that the mean gas velocity during combustion has the maximum value around 300 ms and then decreased gradually on the condition of 10000 ms, and that the combustion duration is shorten and flame speed and burning velocity have the highest value under the conditions of an excess air ratio 1.1, an initial charge pressure of 0.2 MPa and an ignition time of 300 ms in the present study. And, the initial pressure and burning speed are in inverse proportion, so that it is in agreement with Strehlow who presented that the initial pressure and burning speed are in inverse proportion when the burning speed is under 50cm/s.
This study is measurement of radicals in gas & light oil diffusion flame focused on burner exit. The goal of this study is to analyse the relationship between flame chemiluminescence($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, $C_2^{\ast}$) intensities and flame conditions. The investigation performed turbulent diffusion flame of commercial burner in varying the excess air ratio from 1.0 to 1.8. The optical emissions were measured by photomultiplier(PMT) using optical band pass filter and spectrometer system. The effects of excess air ratio and NOx emission characteristics on the radical emission intensities were investigated experimentally.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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