• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.253-259
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• 2013

이 논문에서는 overfire air (OFA) (과잉 연소공기)-형 접선주입 석탄가열 보일러의 기하학적인 형상 및 운전조건의 변화가 보일러의 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 연소현상과 NOx 발생 특성 등을 수치적으로 규명하고자 하였다. 이를 위하여 전산유체역학 기법을 이용하여 보일러 내부의 난류 열/유동, 화학 반응, 그리고 복사열전달 등의 영향을 고려하였다. 연구 결과, 보일러 내 NOx의 형성은 연소과정, 내부온도, 그리고 화학종의 농도 등에 대단히 의존적이며, 최대 NOx 저감 및 보일러의 효율에 대한 최적의 조건은 OFA에서 공급되는 공기의 양과 분사각도 그리고 보일러 외부의 기하학적인 형상을 변화시킴으로서 얻어질 수 있었다. 또한 이 연구의 운전조건 범위 내에서, OFA에서 공급되는 공기양의 변화가 분사각의 변화보다 NOx 배출량 저감 관점에서 보다 효율적임을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.21-35
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• 1997

The natural convection and combined heat transfer induced by fire in a rectangular enclosure is numerically studied. The model for this numerical analysis is partially opened right wall. The solution procedure includes the standard k-$\varepsilon$ model for turbulent flow and the discrete ordinates method (DOM) is used for the calculation of radiative heat transfer equation. In numerical study, SIMPLE algorithm is applied for fluid flow analysis, and the investigations of combustion gas induced by fire is performed by FAST model of HAZARD I program. In this study, numerical simulation on the combined naturnal convection and radiation is carried out in a partial enclosure filled with absorbed-emitted gray media, but is not considered scattering problem. The streamlines, isothermal lines, average radiation intensity and kinetic energy are compared the results of pure convection with those of the combined convection-radiation, the combined heat transfer. Comparing the results of pure convection with those of the combined convection-radiation, the combined heat transfer analysis shows the stronger circulation than those of the pure convection. Three different locations of heat source are considered to observe the effect of heat source location on the heat transfer phenomena. As the results, the circulation and the heat transfer in the left region from heating block are much more influenced than those in the right region. It is also founded that the radiation effect cannot be neglected in analyzing the building in fire. And as the results of combustion gas analysis from FAST model, it is found that O2 concentration is decreased according to time. While CO and CO2 concentration are rapidly increased in the beginning(about 100sec), but slowly decreased from that time on.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권2호
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• pp.172-179
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• 1998

Valve lifter namely tappet is supported by lifter hole which is located upper side of camshaft in cylinder block transforms rotatic mvement of camshaft into linear movement and helps to open and shut the en-gine valve as an engine parts. The face of valve lifter which is continuously contacting with camshaft brings about abnormal wears such as unfair wear and early wear because it is severely loaded in the valve train system. These wears act as a defect like over-clearance and cause imperfect combustion of fuel during the valve lifting in the combustion chamber. Consequently this imperfect combustion makes the engine out-put decrease and has cause on air pollution. To prevent these wears therefore The valve lifter cast in me-tal developed into SiC ceramics valve lifter which has an excellence in wear and impact resistance As a results the optimum process conditions like injection condition mixture ratio and debonding process could be established. After sintering fine-sinered dual microstructure in which prior ${\alpha}$-SiC matches well with new SiC(${\beta}$-SiC) produced by reaction among the ${\alpha}$-SiC carbon and silicon was obtained. Based on the study it is verified that mechanical properties of SiC valve lifter are excellent in Vickers hardness 1100-1200 bending strength (300-350 Pa) fracture toughness(1.5-1.7 Mpa$.$m1/2) Through engine dynamo test-ing SiC valve lifter and metal valve lifter are examined and compared into abnormal phenomena such as early fracture unfair and early wear. It is hoped that this research will serve as an important springboard for the future study of heavy duty diesel engine parts developed by ceramics which has a good wear resis-tance relaibility and lightability.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.41-47
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• 2012

연소 불안정 현상을 완전하게 이해하기 위해서는 천이 과정과 한계 진폭과 같은 비선형 거동에 대한 예측이 매우 중요하다. 가스터빈 희박 예혼합 연소기에서 이러한 비선형 거동은 화염의 비선형 동특성에 크게 의존하게 된다. 본 연구에서는 기존에 선형 해석으로부터 비선형 열음향 해석으로 확장하기 위해서 화염 묘사 함수를 통한 시스템 안정성 해석 기법이 소개되었다. 이를 위하여, 주파수 뿐만 아니라 속도 진폭에 따른 열발생율의 변동 특성이 실험 결과로부터 모델링되었다. 현재 해석 조건에서 비선형 모델링 결과, 주어진 연소기 길이에서 속도 진폭이 불안정 주파수에 미치는 영향은 미비하였으나, 성장률에는 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 다양한 조건에서 비선형 모델의 검증과 한계 진폭의 예측 결과에 대한 실험 결과와의 비교가 요구된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권5호
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• pp.342-350
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• 2008

The effects of combustion instability on flow structure and flame dynamics with the inlet configurations in a model gas turbine combustor were investigated using large eddy simulation (LES). A G-equation flamelet model was employed to simulate the unsteady flame behaviors. As a result of mean flow field, the change of divergent half angle($\alpha$) at combustor inlet results in variations in the size and shape of the central toroidal recirculation (CTRZ) as well as the flame length by changing corner recirculation zone (CRZ). The case of ${\alpha}=45^{\circ}$ show smaller size and upstream location of CTRZ than those of $90^{\circ}$ and $30^{\circ}$ by the development of higher swirl velocity. The flame length in the case of ${\alpha}=45^{\circ}$ is shorter than other cases, while the case of ${\alpha}=30^{\circ}$ yields the longest flame length due to the decrease of effective reactive area with the absence of CRZ. Through the analysis of pressure fluctuation, it was identified that the case of ${\alpha}=45^{\circ}$ shows the largest damping effect of pressure oscillation in all configurations and brings in the noise reduction of 2.97dB, compared to that of ${\alpha}=30^{\circ}$ having the largest pressure oscillation. These reasons were discussed in detail through the analysis of unsteady phenomena related to recirculation zone and flame surface. Finally the effects of flame-acoustic interaction were evaluated using local Rayleigh parameter.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권8호
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• pp.639-648
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• 2013

본 논문은 부게넘 및 태안 IGCC플랜트의 연료를 대상으로 석탄으로부터 생성된 합성가스의 NOx/CO배출 특성, 온도특성, 화염의 구조에 대해 기술하였다. GE7EA 모사 가스터빈 연소기를 대상으로 상압 고온 연소시험을 수행하여 입열량 및 질소희석에 따른 연소특성을 관찰하였다. 입열량이 감소하고, 희석제량이 증가할 때 단열화염온도의 감소로 NOx가 감소하였고, 저부하에서는 희석량이 증가할수록 불완전 연소로 인해 CO가 증가하였다. 이러한 NOx 감소 및 CO발생은 각각 $1500^{\circ}C$ 와 $1250^{\circ}C$의 특정 화염온도에서 관찰되었다. 또한 질소 희석이 증가할수록 단열화염온도 및 연소기 라이너의 온도가 감소했고, 화염 부상과 같은 화염구조의 변화로 인해 특이점이 관찰되었다. 본 연구결과를 통해 질소희석이 NOx/CO배출 및 온도, 화염구조에 미치는 영향이 검토되었으며, 시험 데이터는 향후 태안 IGCC 플랜트의 운전시 최적 조건 선정을 위한 기초자료로 활용될 예정이다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.61-67
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• 2015

연소기 시험 장치의 구축 시 고온의 연소 가스의 냉각은 중요한 설계요구조건이다. 물 분무(Water spray) 냉각 방식은 증발 과정에서 물의 잠열을 이용하므로, 효과적인 연소 가스 냉각이 가능하다. 본 연구에서는 연소기 시험 설비 구축 과정의 일환으로, 물 분무를 이용한 연소 가스의 냉각을 이해하기 위하여 연속방정식, 에너지 보존식과 포화 증기의 압력-온도 관계식을 이용한 1차원 해석을 수행하였다. 연소기 시험 장치에서 배출되는 고온, 고압의 연소 가스는 냉각수와의 혼합과정에서 배출가스의 온도가 낮아지며, 분무된 물의 일부는 기화하여 연소가스와 함께 배출되고, 일부는 다시 응축 되어 집수조로 모인다. 냉각수는 연소 가스의 온도를 낮춰주는 동시에, 증발된 증기는 연소기 내부의 압력을 증가시키므로 1차원 해석에서 증기의 압력-온도 관계식을 고려하여 해석을 수행하였다. 1차원 해석으로부터 연소가스의 적절한 냉각과 배기 덕트 내부의 압력의 지나친 상승을 피하기 위한 최적의 물 분무량을 확인하였으며, 물 분무 냉각 방식에 대한 물리적 이해를 얻을 수 있었다.

• 산업기술연구
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• 제17권
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• pp.241-247
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• 1997

A numerical model has been proposed for a diffusion flame reactor to manufacture ultrafine $TiO_2$ powders. The model equations such as mass balance equation, the 0th, 1st, and 2nd moment equations of aerosols were considered. The phenomena such as $TiCl_4$ reaction rate, $TiO_2$ nucleation rate and the coagulation of $TiO_2$ powders were included in the aerosol dynamic equation. It is found that the $TiO_2$ particle concentration becomes higher, as the inlet $TiCl_4$ concentration and the total gas flow rate increase, and also as the flame temperature decreases. The $TiO_2$ particle size increases, as the flame temperature and the inlet $TiCl_4$ concentration increase and the total gas flow rate decreases.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.341-348
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• 1991

본 연구에서는 S$_{4}$ 구분종좌법으로 사각형매질내 복사와 전도가 연계된 열전달문제를 수치해석하여, 유한요소법 및 적분함수를 사용하여 구한 해와 정확도를 비교하였으며 산란매질에 대하여도 계산을 수행하여 그결과를 예측하였다.복사열전 달이 전도열전달에 어떠한 영향을 주는가를 좀더 명확히 알아보기 위하여 열선(heatl- ine)을 정의하여 이의 분포도 도시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권8호
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• pp.1158-1164
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• 2003

Steady-state structure and acoustic-pressure responses of $H_2$/Air counterflow diffusion flames are studied numerically with a detailed chemistry in view of acoustic instability. The Rayleigh criterion is adopted to judge acoustic amplification or attenuation from flame responses. Steady-state flame structures are first investigated and flame responses to various acoustic-pressure oscillations are numerically calculated in near-equilibrium and near-extinction regimes. The acoustic responses of $H_2$/Air flame show that the responses in near-extinction regime always contribute to acoustic amplification regardless of acoustic-oscillation frequency Flames near extinction condition are sensitive to pressure perturbation and thereby peculiar nonlinear responses occur, which could be a possible mechanism in generating the threshold phenomena observed in combustion chamber of propulsion systems.