• 한국가시화정보학회지
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• 제17권2호
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• pp.67-72
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• 2019

In this study, we investigate the non-reacting and reacting performance of single nozzle for post H class gas turbine by using commercial CFD tool, CONVERGE, based on adaptive mesh refinement. By varying swirl number and mixing length of base nozzle design. Through the numerical analysis, basic phenomena can be well described with respect to fuel concentration for non-reacting flow, temperature distribution, velocity vector and combustion outlet temperature distribution for reacting flow. However, there are rooms for improvements in model accuracy by comparing test results. Comparison between numerical analysis are planning for further study.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.53-59
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• 2015

본 연구에서는 발전소의 혼합연료로서 바이오매스인 호두껍질(Walnut Shell)에 대한 연소특성을 조사하기 위하여 열중량 분석기(TGA)와 분류층 반응기(DTR)를 이용하여 실험을 수행하였다. 바이오매스 WS는 기존 석탄과 비교하여 낮은 온도 영역에서 활발한 연소반응을 보였고, 활성화 에너지 또한 낮은 값을 가짐으로써 연소반응속도가 더욱 증가함을 확인할 수 있었다. 바이오매스 WS와 역청탄의 혼소에 있어서 고정층 분석에서는 혼소 영향이 선형적으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 그렇지만 분류층 반응기에서는 바이오매스 혼소율을 5%증가 시에는 UBC가 감소하다가 이후에 다시 UBC가 증가하는 Non-additive 현상을 확인할 수 있었다. 이는 바이오매스의 급격한 연소로 주위에 산소 부족현상이 생겨 석탄의 연소가 지연되는 것을 보여준다. 이 현상을 해결하기 위하여 산소를 증가시켜주었을 때 더 높은 혼소율을 성취할 수 있음을 보여주었다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권5호
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• pp.325-331
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• 2011

연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소에 대하여 연료노즐과 공기노즐의 위치와 공기유량을 변화하면서 나타나는 연소특성을 수치해석을 통하여 연구하였다. 본 연구의 MILD 연소로는 연료노즐과 공기 노즐 사이에 연소배기가스의 배출구가 있는 연소로를 이용하였다. 공기노즐은 8개, 연료노즐은 4개를 사용하였다. 연료노즐이 연소로 중앙 부근에 위치한 연소로의 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 연료노즐에서부터 연소로 벽면으로 치우치게 되지만 공기유량이 커지면 연소반응대가 연료노즐 측에서 시작하여 연료노즐 상부로 형성된다. 공기노즐이 연소로 중앙부분에 위치한 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 공기노즐 부근에서 시작하여 연소로 벽면으로 치우치지만 공기유량이 증가하면 연소반응대가 연료노즐 측으로 옮겨가게 된다. 두 가지 경우 모두 공기유량이 증가하면 연소반응대에서 최대온도가 증가하고 따라서 배기가스에서의 NOx 농도가 증가한다. 두 가지 노즐 위치에서의 NOx 생성을 비교해 보면 공기노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우가 연료노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우보다 NOx 농도가 현저히 적음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로부터 NOx 저감과 연료의 미연가스 배출을 감안할 때 공기노즐이 연소로 중앙에 위치하고 이론공기량에 해당하는 공기량을 분출할 때 NOx 생성에 가장 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1745-1753
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• 2008

본 연구는 산업단지의 화학제품제조업 및 석유화학제품제조업에서 발생하는 유기성슬러지에 대하여 삼성분, 원소조성, 발열량, 열중량 분석 및 연소시험을 실시하였다. 삼성분 분석 결과 "화합물 및 화학제품 제조업"의 평균값은 수분함량 75.11, 가연분 17.42, 불연분 7.45%로 나타났으며, "코크스, 석유 정제품 및 핵연료 제조업"의 경우 평균값은 수분함량 77.54, 가연분 18.25, 불연분 4.22%로 나타났다. 원소분석 결과 평균값은 "화합물 및 화학제품 제조업"의 경우 C 33.06, H 4.34, O 24.81, N 5.18, S 0.72wt%로 나타났으며, "코크스, 석유 정제품 및 핵연료 제조업"의 경우 C 36.58, H 4.74, O 26.79, N 5.09, S 0.49wt%로 나타났다. 열중량분석 결과, B사에서 배출되는 슬러지는 $700^{\circ}C$ 이상에서 그리고 F와 N사에서 배출되는 슬러지는 $600^{\circ}C$ 정도의 온도에서도 연소가 가능할 것으로 판단된다. 연소테스트 결과, 산화반응과 동시에 열분해 반응으로 고농도의 일산화탄소가 배출되므로 이로 인한 로의 국부과열이나 파손현상에 대한 기초자료를 얻는데 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.18-24
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• 1999

액체 램제트 연소기는 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소 등 일련의 과정에 따라 다수의 복잡한 현상들이 상호 밀접하게 관련되어 있으며, 이러한 반응 및 비반응 유동 특성을 파악하기 위해서 2차원 및 3차원 연소기 형상에 대해서 수치적 실험을 수행하였다 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 격자를 생성시켰다. 비반응 유동해석을 통해서 연소실내의 선회영역 유동특성은 2차원과 3차원이 크게 차이가 남을 알 수 있었다. 반응 유동 해석에서는 분무 모델의 적용 유무에 따라 연소 형태가 크게 변화하였다. 연료의 분사위치를 유입관의 위쪽에 준 경우와 아래쪽에 준 두 가지 경우를 비교하였으며, 유입관의 아래쪽에 연료의 분사위치를 준 경우가 연소의 안정화에 필요한 재순환 영역으로의 연료의 유입이 잘 되어 유입관 위쪽에 연료를 분사시키는 것보다 좋은 분사위치임을 알 수 있었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제34권1호
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• pp.42-48
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• 2008

The objectives of this study were to measure ambient TGM concentrations in Seoul Korea, to determine the temporal variation of TGM, and to analyze the relationships among TGM, meteorological data and PM2.5 measured at the same time. Ambient TGM and PM2.5 concentrations were measured at the roof of the Graduate School of Public Health building in Seoul, Korea for the period of January to October 2004. Average TGM concentration was $3.43{\pm}1.17ng/m^3$. The average TGM was at a low concentration similar to those of background sites in other countries. The temporal variations and meteorological phenomena of TGM were not statistically significant. There was a positive link between TGM and PM2.5. It didn't indicate that reduction of $Hg^{2+}$ to Hg0 had occurred in liquid water contained in smog as in a previous study, but it shows that PM2.5 and TGM could be emitted from the same sources such as power plants and combustion engines. Also, the strong correlation between TGM and $SO_2$ concentrations indicated that the source of TGM was from fossil fuel combustions including coal combustion. Specifically, $SO_2\;and\;SO_4{^2-}$ concentrations correlated to TGM concentrations could be linked to TGM emitted from local and regional sources as well.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.52-58
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• 2007

하이브리드 로켓의 연소 가시화에 의하면 연소 후 연료 표면이 고르게 연소되지 못한 것을 확인할 수 있었다. 검은색의 불규칙한 연료 표면은 국부적으로 산화제가 부족해서 생긴 현상이다. 실험조건은 산화제 공급이 충분히 이루어진 상태였으므로 불완전 연소가 산화제 유동 조건과 관련이 있는가를 검증하기 위하여 여러 가지의 산화제 유동 환경을 설정하여 실험하였다. 실험결과에 의하면, 산화제 유동이 불안정한 연료표면에 영향을 줄 수 있지만 근본적인 발생 원인이 아닌 것을 알 수 있었다. 또한 다른 추진제를 사용하는 하이브리드 로켓 실험에서도 비슷한 현상이 발견되고 있는 점을 볼 때 이러한 불안정한 연소는 하이브리드 로켓의 연소에서 발생하는 공통적인 현상임을 확인하였다. 이는 연료가 기화하는 분출 유동과 산화제 유동이 혼합할 때 경계층이 교란되어 나타난 결과로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.26-37
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• 2011

30톤급 액체로켓엔진 연소기의 개발 기술을 바탕으로 75톤급 기술검증용 내열재 연소기를 제작하였다. 내열재 연소기의 수력학적 특성은 저유량 조건의 수류시험과 점화시험을 통해 점검하였고, 시험결과 수력학적 기능이 양호함을 보여 주었다. 정적조건의 작동성 측면에서 점화링을 이용한 측면 점화방식 역시 적합한 점화기능을 보여 주었다. 그러나 동특성 측면에서 나타나는 특정 주파수의 생성 및 소멸 현상을 이해하기 위한 면밀한 검토가 요구된다. 이를 위해서는 75톤급 연소기의 정격조건에서 연소 시험이 가능한 대형 연소시험설비가 조속히 구축되어야 할 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.55-62
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• 2009

층류영역의 분출유량에서 큰 가진강도 효과를 얻기 위해 연료관 관 공명주파수로 가진된 비예혼합 분류 화염의 일반적인 가진 연소특성을 실험적으로 조사하였다. 화염 안정화 특성에서는 두 가지 형태의 부상 특성이 존재하는 사실을 알았는데, 화염이 부상되는 가진강도 크기에서 한 쪽은 감소, 다른 영역에서는 증가하는 것으로 나타나 각각 서로 다른 부상기구가 존재함을 확인할 수 있었다. 특히 부상되지 않고 노즐에 부착된 분출유량 영역에서의 가진 연소특성을 가진 강도에 따른 화염 길이와 형상, 유동장 응답 특성 그리고 노즐 출구에서의 유속 분포를 중심으로 집중 조사하였다. 특이한 현상으로는 가진 강도 증가에 따라 화염의 신장과 in-burning 현상 그리고 화염 내 거동 와동들의 말림방향이 서로 역전되는 현상 등이 발견되었다. 노즐 출구의 유속분포와 가시화 기법을 통해 이러한 현상들이 노즐관 관벽 안쪽서부터 음의 속도가 발생하기 시작함에 따라 주변 산화제인 공기가 노즐관 안으로 유입되는 현상과 관련되는 것으로 파악되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.60-65
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• 2004

Numerical simulations and experiments have been carried out to investigate the effect of fuel injection nozzles on the combustion and NOx formation processes in a medium-speed marine diesel engine. Spray visualization experiment was performed in the constant-volume high-pressure chamber to verify the numerical results on the spray characteristics such as spray angle and spray tip penetration. Time-resolved spray behaviors were captured by high-speed digital camera and analyzed to extract the information on the spray parameters. Spray and combustion phenomena were examined numerically using FIRE code. Wave breakup and Zeldovich models were adopted to describe the atomization characteristics and NOx formation processes. Numerical results were verified with experimental data such as cylinder pressure, heat release rate and NOx emission. Finally, the effects of fuel injection nozzles on the engine performance were investigated numerically to find the optimum nozzle parameters such as fuel injection angle, nozzle hole diameter and number of nozzle holes. From this study, the optimum fuel injection nozzle (nozzle hole diameter, 0.32 mm, number of nozzle holes, 8 and fuel injection angle, $148^{\circ}$) was selected to reduce both the fuel consumption and NOx emission. The reason for this selection could be explained from the highest fuel-air mixing in the early phase of injection due to the longest spray tip penetration and the highest heat release rate after $19^{\circ}$ ATDC due to the increased injection duration.