• 제목/요약/키워드: Combustion Radical

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스월을 강화한 메탄/공기 부분 예혼합화염에서 자발광($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, 그리고 $C_2^{\ast}$) 배출특성과 배기배출물에 관한 실험적 연구 (An Experimental Investigation of the Characteristic of Radical ($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, and $C_2^{\ast}$) and Pollutant Emission in Partially Premixed Swirling Methane-air Flames.)

  • 안경민;정용기;장영준;전충환
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.320-327
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    • 2005
  • An experimental study was performed to investigate the effects of partially premixing, varying the equivalence ratios from $1.36{\sim}{\infty}$, and swirlers with swirl numbers of 0, 0.28, 0.64, and 1.32, on the characteristic of radical ($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, and $C_2^{\ast}$) and pollutant emission in partially premixed swirling flames. The signal from the electronically excited state of $OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, and $C_2^{\ast}$ was detected through a band pass filter with a photo multiplier tube, and flow fields images were detected through a schlieren system. The results demonstrated that the flame height decreases and jet spreading angle increase with increasing a swirl number. The more momentum ratio and swirl number increase, the more decrease flame height, and the generation of sooting flame is promoted.

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영상처리에 의한 화염 발광 라디칼의 가시화 (Visualization of luminescent radicals in the flame by image processing)

  • 김경찬;김영민;정주영;김태권
    • 한국광학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.264-269
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    • 1998
  • 분젠버너에서 당량비에 따른 연료부족, 적정, 과잉의 경우로 예혼합된 프로판-공기 화염에서 발생된 C2, CH, OH 라디칼의 농도형태 측정을 영상처리법을 이용하여 가시화하였다. 영상처리 시스템에서 협대역 통과필터, 영상증폭장치, CCD 및 PC를 사용하여 라디칼의 발광 파장대의 영상을 처리하였다. 영상처리 시스템을 통하여 화염에서 라디칼의 반응영역을 관찰하고, 라디칼의 농도분도를 예측할 수 있었다. 반응영역에서 각각의 라디칼의 공간적 분포는 CmHn 계열 화염의 반응 메카니즘을 이해할 수 있는 충분한 정보를 제공하였다. 이 정보로부터 C2 라디칼의 형광은 반응영역 앞부분에 먼저 나타나며 CH와 OH 라디칼의 형광은 화염의 하류부분에 분포함을 알 수 있었다.

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DFWM(degenerate four wave mixing)을 이용한 대향류버너 화염내의 OH 라디칼 스펙트럼 측정 (Measurement of OH radical spectrum in counterflow burner using degenerate four wave mixing)

  • 이은성;한재원
    • 한국광학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.142-149
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    • 1996
  • 대향류버너의 화염에서 연소반응의 중간단계 생성물로 존재하는 OH라디칼의 축퇴 4광자 혼합스팩트럼을 비포화영역에서 Forward Box 형태의 위상정합조건으로 측정하였다. X$^{2}$.PI..rarw.A$^{2}$.SIGMA.$^{+}$ 천이선들 중 R$_{1}$-가지 분광선들의 세기로부터 회전에너지 준위의 밀도분포를 구하고 볼쯔만분포와 비교하여 온도를 구하였다. 흡수분광스펙트럼을 측정하여 화염내에서 레이저의 흡수효과를 보정하여 주었다. 측정된 온도의 오차는 2000K 근방에서 .+-.60K로서 CARS로 얻은 온도와 오차범위내에서 일치하였다. 화염의 여러부분에서 스펙트럼을 측정하여 온도분포와 OH농도분포를 얻었다.

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폐기물소각로의 고온 연소에 따른 문제와 연소실 전열면 변경에 대한 연구 (A Study on the Facility for Domestic Waste Problems of high Temperatured Combustion and the Alteration of heating surface)

  • 김성중
    • 유기물자원화
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    • 제18권3호
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    • pp.60-67
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    • 2010
  • 우리나라의 대형 생활폐기물소각시설의 건설시기를 보면 상당수가 1980년대 후반인 것을 알 수 있다. 대부분의 시설들은 이 시기에 설계되었으며 그 후에 건설된 소각로 역시 변경이나 조정 없이 시설해온 것으로 조사되고 있다. 그러나 소각로에 반입되는 폐기물의 성상은 정부의 폐기물수거 정책에 의해 급격히 변화하고 있다. 이는 생활폐기물의 발열량변화를 조사해 봄으로도 쉽게 알 수 있다. 그 결과 많은 소각시설에서 과열에 의해 내화물과 화격자가 손상되고 있다. 한편 보일러 전열면에 클링커가 생성되어 열전달에 방해를 줌으로 이용열량이 줄어들 뿐만 아니라 연소실의 온도가 상승되는 등 원하지 않는 현상이 연속되고 있다. 이를 개선하기 위해 폐기물저장고에 물을 뿌리거나, 분리수거해 온 음식물류 폐기물을 다시금 혼합하여 혼소하거나 연소실에 물을 분사하는 방법을 동원하고 있다. 이러한 방법은 근본적인 해결책이 되지 않으며, 설계부터 다시 하여 새로 시설하는 것 또한 비용적인 측면에서 효과적이지 못하다. 따라서 본 연구를 통해 위와 같은 문제를 원천적으로 해결 하기위한 방법을 도출해 보았다.

비정상 소화 과정에서의 화염 온도 및 OH 라디칼의 변화 (Changes of the Flame Temperature and OH Radical in the Unsteady Extinction Process)

  • 이은도;이기호;오광철;신현동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권12호
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    • pp.1557-1566
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    • 2004
  • A flame extinction phenomenon is a typical unsteady process in combustion. Flame extinction is characterized by various physical phenomena, such as convection, diffusion, and the production of heat and mass. Flame extinction can be achieved by either increasing the strain rate or curvature, by diluting an inert gas or inhibitor, or by increasing the thermal or radiant energy loss. Though the extinction is an inherently transient process, steady and quasi-steady approaches have been used as useful tools for understanding the flame extinction phenomenon. Recently, unsteady characteristics of flames have been studied by many researchers, and various attempts have been made to understand unsteady flame behavior, by using various extinction processes. Representative parameters for describing flame, such as flame temperature, important species related to reactions, and chemi-luminescence of the flame have been used as criterions of flame extinction. In these works, verification of each parameter and establishing the proper criterions of the extinction has been very important. In this study, a time-dependent flame temperature and an OH radical concentration were measured using optical methods, and the instantaneous change of the flame luminosity was also measured using a high-speed ICCD (HICCD) camera. We compare the unsteady extinction points obtained by three different methods, and we discuss transient characteristics of maximum flame temperature and OH radical distribution near the extinction limit.

코로나 샤워 시스템을 이용한 NOx제거에서 $SO_2$의 영향 (The $SO_2$ effect on NOx removal by Corona Shower System)

  • 박재윤;김익균;이재동;김종달;이덕출
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 E
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    • pp.1794-1796
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    • 1998
  • In this study, the $SO_2$ addition effect on NOx removal has been conducted from a combustion flue gases by the do corona discharge-activated radical shower systems. The simulated flue gases were consisted of NO-O_2-$N_2$, NO-$CO_2-N_2-O_2$ and $NO-SO_2-CO_2-Na-O_2$([NO]o:200ppm and $[SO_2]o$:800ppm). The injection gases used as radical source gases were $NH_3$-Ar-air. $SO_2$ and NOx removal efficiency and the other by-products were measured by Fourier Transform Infrared(FTIR) as well as $SO_2$. NOx and $NO_2$ gas detectors. By-product aerosol particles were also observed by Condensation Nucleation Particle Counter(CNPC) and SEM images after sampling. The results showed that asignificant aerosol Particle formation was observed during a removal operation in corona radical shower systems. The NOx removal efficiency significantly increased with increasing applied voltage and $NH_3$ molecule ratio. The $SO_2$ removal efficiency was not significantly effected by applied voltage and slightly increased with increasing $NH_3$ molecule ratio. The NOx removal efficiency for NO-$SO_2-CO_2-N_2-O_2$ was better than that for NO-$CO_2-N_2-O_2$.

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인젝터 리세스와 추진제 공급유량이 메탄-산소 확산화염의 가연한계와 구조에 미치는 영향 (Effects of the Recess and Propellants Mass Flow on the Flammability Limit and Structure of Methane-Oxygen Diffusion Flame)

  • 홍준열;배성훈;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.28-35
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    • 2018
  • 전단 동축형 인젝터를 통해 분사된 기체메탄-기체산소 확산화염의 가연한계와 구조분석을 위해 인젝터 리세스와 추진제 공급유량에 따른 연소실험이 수행되었다. 연구 결과, 추진제 운동량 플럭스 비가 증가함에 따라 높은 산화제 레이놀즈 수 구간에서도 안정적인 부착화염이 관찰되었으며, 인젝터 리세스는 화염의 형태와 가연한계에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 자발광 기법을 통해 가시화된 부착화염은 추진제 분사조건이 변함에도 불구하고 항상 일정한 지점에서 최대 OH 라디칼 방사강도를 나타내었으며, 그 강도는 리세스에 의해 심하게 감소함을 확인하였다.

CH-OH PLIF와 Stereoscopic PIV동시계측에 의한 난류예혼합화염의 관찰 (Simultaneous Measurements of CH-OH PLIF and Stereoscopic PIV in Turbulent Premixed Flames)

  • 최경민
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.91-96
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    • 2004
  • Simultaneous CH and OH planar laser induced fluorescence(PLIF) and stereoscopic particle image velocimetry (PIV) measurements have been developed to investigate the local flame structure of turbulent premixed flames. The developed simultaneous two radical concentrations and three component velocity measurements on a two-dimensional plane was applied for relatively high Reynolds number turbulent premixed flames in a swirl stabilized combustor. All measurements were conducted for methane-air premixed flames in the corrugated flamelets regime. Strong three-dimensional fluctuation implies that misunderstanding of the flame/turbulent interactions would be caused by the analysis of two-component velocity distribution in a cross section. Furthermore, comparisons of CH-OH PLIF and three-component velocity field show that the burned gases not always have high-speed velocity in relatively high Reynolds number turbulent premixed flame. The Reynolds number dependence of the flame front was clearly captured by the simultaneous CH-OH PLIF and stereoscopic PIV measurements.

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각도법과 동심형 확장 채널 연소기를 이용한 연소속도 측정 및 화염 발광 특성에 관한 연구 (A Study on the Laminar Burning Velocity Using an Angle Method and Annular Diverging Channel Combustor and Characteristics Of Chemiluminescence)

  • 윤승호;이기만
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.91-94
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    • 2014
  • In this study, the laminar burning velocities of SNG fuel were studied using both experimental measurements and kinetic simulations. They were measured using the angle method of Bunsen flame configuration and the annular diverging channel combustor. And they were also numerically calculated by CHEMKIN Package with GRI 3.0 mechanisms. Spectrometer was used for characteristics of flame chemiluminescence of SNG fuels. From results of this work, first, we found that according to adding $H_2$ contents in the fuels the laminar burning velocities of SNG fuels were increased. And second, we also discovered existence of OH*, CH*, $C_2*$, HCO*, $CH_2*$ radicals and their correlation.

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초음파 개질 경유의 연료특성과 연소특성의 상관관계에 관한 연구 (II) -화학구조와 세탄가의 상관성- (A Study on Relationship between Fuel Characteristics and Combustion Characteristics of Reformed Diesel Fuels by Ultrasonic Energy Irradiation (II) - Relationship between Chemical Structure and Cetane Number -)

  • 이병오;류정인
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.64-71
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    • 2003
  • In order to analyze the effect of the chemical structure and the cetane number of reformed diesel fuels by ultrasonic energy irradiation, proton nuclear magnetic resonance spectrometer$(^1H-NMR)$ was used. From the study, following conclusive remarks can be made. 1) Branch Index(BI), aromatics percentages, and alpha methyl radical$(H_{\alpha})$ of the reformed diesel fuels by ultrasonic energy irradiation decreased more than the conventional ones. 2) All the cetane numbers which were calculated from carbon type structure and hydrogen type distribution of the reformed diesel fuels increased more than the conventional ones. 3) It is more reasonable to predict cetane number equation from carbon type structure than from hydrogen type distribution. 4) BI, aromatics percentages, and $H_{\alpha}$ on both for conventional fuel and reformed diesel fuels by ultrasonic energy irradiation are inversely proportional to cetane number fur these fuels.