• 한국연소학회지
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• 제9권3호
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• pp.10-18
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• 2004

An experimental study of the effect of operating conditions on the behavior of a lean premixed laboratory combustor operating on natural gas has been conducted. Measurements were made characterizing the pressure fluctuations in the combustor and the flame structure over a range of inlet temperatures, inlet velocities and equivalence ratios. In addition the fuel distribution at the inlet to the combustor was varied such that it was an independent parameter in the experiment. Inlet temperature, inlet velocity and equivalence ratio were all found to have an effect on the stability characteristics of the combustor. The nature of this effect, however, depended on the fuel distribution. For example, with one fuel distribution the combustor would become unstable when the temperature was increased, whereas with a different fuel distribution the combustor would become unstable when the temperature was decreased. Similarly, the operating conditions had an effect on the flame structure. For example the intensity-weighted center of mass of the flame was found to move closer to the center body as either the temperature or equivalence ratio increased. It was interesting and somewhat surprising to note, however, that as the location of the center of mass changed with operating conditions it did so by moving along a line of constant flame angle.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.85-92
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• 2020

200 N급 기체메탄-액체산소 소형로켓엔진의 연소실 특성길이 1.37 m, 1.71 m, 2.06 m에 대한 연소성능 분석을 위해 지상연소시험을 수행하였다. 로켓엔진의 주요 성능 변수로 정상상태에서의 추력, 비추력, 특성속도 등을 획득하였으며, 연소시험을 통해 확인한 성능특성을 CEA 해석으로부터 구한 이론성능과 비교 및 분석하였다. 연소성능에 대한 특성길이의 영향을 관찰한 결과, 최적의 특성길이는 1.71 m와 2.06 m사이에 존재하는 것이 확인되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.96.1-96.1
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• 2011

Solid oxide fuel cells(SOFCs) can convert the chemical energy of fuel into electricity directly. With the rising fuel prices and stricter emission requirement, SOFCs have been widely recognized as a promising technology in the near future. In this study, lean premixed flame using the orifice swirl burner was analyzed numerically and experimentally. We used the program CHEMKIN and the GRI 3.0 chemical reaction mechanism for the calculation of burning velocity and adiabatic flame temperature to investigate the effects of equivalence ratio on the adiabatic flame temperature and burning velocity respectively. Burning velocity of hydrogen was calculated by CHEMKIN simulation was 325cm/s, which was faster than that of methane having 42 cm/s at the same equivalence ratio. Also Ansys Fluent was used so as to analysis the performance with alteration of swirl structure and orifice mixer structure. This experimental study focused on stability and emission characteristics and the influence of swirl and orifice mixer in Solid Oxide Fuel Cell Systme burner. The results show that the stable blue flame with different equivalence ratio. NOx was measured below 20 ppm from equivalence ratios 0.72 to 0.84 and CO which is a very important emission index in combustor was observed below 160 ppm under the same equivalence region.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.19-28
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• 2010

연소불안정 현상은 연소기 내에서 발생되는 열해리와 음압간의 상호 커플링에 의해 발생된다. 이 때, 음압은 인젝터에서 분무되는 추진제 유량에 섭동을 발생시키고, 섭동된 유량은 다시 연소에 영향을 주 게 된다. 따라서, 연소에 큰 영향을 미치는 인젝터를 이용하여 연소불안정 현상을 제어하기 위한 인젝터 동특성 연구가 1970년대부터 러시아에서 시작되었다. 인젝터의 동특성 연구를 위해 인위적인 압력 섭동을 주기 위한 장치를 제작하였고, 인젝터 출구에서 발생되는 유량 섭동을 측정하기 위한 기법을 개발하였다. 압력섭동 발생장치와 유량섭동 측정방법을 이용하여 압력섭동에 의해 단일 스월 인젝터 출구에서 발생되는 유량 및 압력, 액막두께, 축방향 속도 등의 섭동 값을 실시간으로 획득하였고, 이를 통해 각 변수들의 위상-진폭 특성을 파악하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.925-930
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• 2000

This paper is investigated the entrainment of air into sprays which has significant effects on the combustion efficiency, stability of flame using the air-assisted twin-fluid nozzle in non-burning. The factors which may be expected to affect the entrainment of air by a liquid spray are: Relative velocity of droplet and ambient gas; Drop size and size distribution; Density and other property of the liquid. Here, axial, radial velocity and turbulent kinetic energy of spray droplet was measured with the PIV(Particle Image Velocimetry). Spray characteristics were also visualized using CCD camera. The results indicate that the entrainment rate increases more or less non-linearly with the downstream region.

• 에너지공학
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• 제22권2호
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• pp.128-135
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• 2013

산지마다 상이한 성분을 갖는 천연가스의 가스호환성 및 연소특성을 판정하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소비되고 그 범위도 넓어 어려움이 있어, 천연가스를 모사하는 등가가스를 대체하여 사용하는 방법이 사용되고 있다. 등가가스는 천연가스와 발열량, 압축계수, 상대밀도, CO 배출농도 및 연소속도에 차이가 거의 없다고 알려져 있지만, 실제 가스기기에 대한 화염형상, NOx 배출농도 및 효율에 대한 연구는 아직 보고되고 있지 않다. 본 연구에서는 천연가스를 모사하는 등가가스를 대상으로 기존에 보고된 CO 배출농도, 연소속도 및 화염온도 등을 재확인하고, 화염형상, NOx 배출농도 및 효율에 대해서 수치해석 및 실험을 통해 비교 검토함으로써 등가가스의 유효성을 검토하였다. 그 결과 천연가스와 등가가스의 차이는 미세하였으며, 등가가스를 이용하여 천연가스의 연소특성 및 호환성 범위를 검토하는데 문제가 없을 것으로 판단되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.31-38
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• 2005

본 연구에서는 단일 포트 연료 형상을 갖는 하이브리드 추진 시스템의 고체 연료의 L/D(길이/직경)비 변화에 따른 연소 특성을 고찰하였다. 본 연구를 위해 연료 포트 직경이 같은 경우와 연료 길이가 같은 경우로 나누어 L/D 비 변화에 관한 실험을 수행하였다 연료 포트 직경이 같은 경우 L/D 비 변화에 따른 후퇴율은 큰 차이가 없었으며 L/D 비가 클수록 O/F 비는 낮았고 추력과 특성속도는 높았다. 연료 길이가 같은 경우 L/D 비 변화에 따른 O/F 비와 추력, 특성속도는 큰 차이가 없었으며 L/D 비가 작을수록 후퇴율은 높았다. O/F 비의 변화가 없을 경우 $\dot{r}=a{G_0}^n$에서 지수 n은 0.5의 값을 갖는 것을 실험적으로 얻을 수 있었다. PE와 기체산소를 본 실험의 연료와 산화제로 사용하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.29-38
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• 2010

하이브리드 로켓을 위한 파라핀 왁스/LDPE 혼합 연료에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 혼합 연료 의 성능 평가를 위해 혼합 연료의 다양한 연소 특성을 순수 파라핀, HTPB, HDPE, SP-1a 연료와 비교하였다. 순수 파라핀의 후퇴율은 HDPE에 비해 large-scale과 lab-scale 모터에서 각각 10.2, 9.8배 증가 하였다. Lab-scale 혼합 연료의 후퇴율은 HDPE에 비해 3.4배 증가하여 HTPB, HDPE 연료보다는 높은 후퇴율을 나타냈으나 순수 파라핀, SP-1a에 비해서는 낮은 후퇴율을 나타냈다. 혼합 연료의 특성속도와 비추력은 순수 파라핀, HTPB, HDPE 보다 높았고 SP-1a 연료와 대등하였다. 이로부터 혼합 연료가 효과적인 하이브리드 로켓 연료가 될 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권2호
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• pp.225-234
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• 2001

This paper represents the vector fields, three dimensional mean velocities, the turbulent intensities, the turbulent kinetic energy, and the Reynolds shear stresses in the X-Y plane of gas swirl burner with a cone type baffle plate measured by using X-probe from hot-wire anemometer system. This experiment is carried out at flow rates 350 and 450ℓ/min respectively, which are equivalent to the combustion air flow rate necessary for heat release 15,000 kcal/hr in gas furnace, in the test section of subsonic wind tunnel. The vector plot shows that the maximum axial mean velocity component exists in the narrow slits situated radially on the edge of gas swirl burner, for that reason, there is some entrainment phenomena of ambient air in the outer region of burner. Moreover, mean velocities in the initial region are largely distributed near the outer region of burner at Y/R≒0.97, but they diffuse and develop into the center flow region of burner according to the increase of axial distance. The turbulent intensities and the turbulent kinetic energy due to large inclination of mean velocity and swirl effect show that the maximum value in the initial region of burner is formed in the narrow slits situated radially on the edge of gas swirl burner and large values are mainly formed in the entire region of burner after X/R=2.4358, hence, the combustion reaction is anticipated to occur actively near this region. And the Reynolds shear stresses are also largely distributed from slite to vanes of gas swirl burner in the intial region, but their values largely disappear after X/R=3.2052.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.181-189
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• 2017

This paper describes experimental results on combustion characteristics with hydrogen contents of synthetic natural gas (SNG) in low swirl combustor. To investigate the effect of hydrogen contents for premixed SNG flame, stability map, CH chemiluminescence images, flame spectrum analysis and emission performances were measured. In the results, as the hydrogen content was increased, the lean flammable limit was expanded and the flame length was decreased. The hydrogen contents affected the flame liftoff height, and it has different tendency according to the equivalence ratio and flame shape. The change of height and length of flame according to hydrogen contents is caused by the fast burning velocity of hydrogen, which can be confirmed by GRI 3.0 reaction mechanism in PREMIX code. The intensity of $OH^*$, $CH^*$ and $C_2^*$ was confirmed by spectrum analysis of flame. As a result, the $CH^*$ intensity was not significantly different according to hydrogen content. The increase of hydrogen contents influenced positively CO and NOx emission performances.