• 대한기계학회논문집B
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• 제36권9호
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• pp.945-951
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• 2012

물 에멀젼 연료는 연소과정 중 물의 기화에 따른 증발잠열 흡수로 인한 연소온도 저하와 급격한 증발에 의한 미소폭발로 인하여 연료가 미립화되어 NOx와 Soot의 동시 저감이 가능하고, 전처리 및 후처리 기술과 달리 추가적인 장치가 필요하지 않으며, 별도의 개조 없이 기존 디젤엔진에 사용 가능하므로 이에 관한 연구가 주목 받고 있다. 또한 국제유가가 상승함에 따라 기존에 사용되는 연료보다 저등급의 연료를 엔진에 사용하기 위한 적용가능성에 대한 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구는 기존의 경유보다 저 등급인 선박 디젤유와 물과 선박 디젤유를 혼합한 유중수적형(W/O:water in oil)의 선박 디젤유 에멀젼 연료를 자동차 디젤엔진에 적용하여 기본 연소특성 및 배기특성을 파악하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.197-204
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• 2011

RCM(Rapid Compression Machine)은 엔진 내부의 복잡한 연소현상을 연구하는 데 적합한 장치이다. 엔진의 연구를 위해서는 내부의 최대압력을 측정하는 것이 중요하다. 그 이유는 최대압력이 내부연료의 연소특성에 큰 영향을 끼치기 때문이며, 연소실 내부의 최대온도가 최대 압력에 의해 추정되기 때문이다. 그러나 최대압력은 실린더 벽면과의 열전달로 인해 정량적으로 계산하기 어려우며 보통 실험적인 방법을 통해 측정하고 있다. 본 연구를 통해 RCM의 구동시간에 따른 연소실의 최대압력과의 관계를 실험적으로 확인하고, 실험결과를 바탕으로 최대압력과 구동시간에 관한 일반적인 공식을 도출한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.121-130
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• 1986

Using the sbsorption coefficients and the weighting factors of the gray gas, the total emissivities of C $O_{2}$- $H_{2}$O and C $O_{2}$- $H_{2}$O- transient species-soot gas mixtures can be expressed by the following equation, [a numerical formula] Where, $a_{i}$ and $K_{i}$ represent the weighting factor and the absorption coeffient of i-gray gas respectively; L is the pathlength of the gas. This equation is widely used for the analyses of the radiation heat transfer in the combustors of internal combustion engines and in the furnace of external combustion engines. In this work, a simple calculation model of the weighting factor and the absorption coeffient of the above equation was developed. The weighting factors and the absorption coefficients of combustion products were calculated by applying the model to various kinds of fossil fuels such as coal and heavy oil. Then, the computed total emissivities for each fuel and pathlength were compared with measured and calculated values which have been already published in the literatures. The followings were the results obtained through the comparisons between the calculated emissivites and the published values; the developed model for the calculations of the weighting factor and the absorption coefficient of C $O_{2}$- $H_{2}$O and C $O_{2}$- $H_{2}$O- transient species-soot gas mixtures could be applied over the wide ranges of the temperature and the pathlength; the errors between the total emissivities calculted and the values published were maximum 10%, and average 1%, respectively.

• 한국추진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.27-32
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• 2003

초소형 정적 연소기의 연소 성능에 대한 실험을 수행하였다. 연소기 형상과 크기의 영향을 알아보기 위해 몇 가지 형태의 연소기를 제작하였다. 연소기는 납작한 원통형 정적 연소기로써 연소기의 지름이 15mm인 경우에 대해서 높이가 1mm, 2mm, 3mm인 것을 제작하였고, 지름의 영향을 알아보기 위해서 연소기의 높이와 지름이 각각 2mm 와 7.5mm 인 것을 제작하였다. 사용된 연료는 당량비 1인 메탄과 공기의 혼합기체와 당량비 1과 2인 수소와 공기 혼합 기체이다 실험을 통하여 연소중의 압력 변화를 측정하였다. 최대 압력은 연소기의 높이와 초기 압력이 증가할수록 증가하였다 화염의 전파를 쉴리렌 방법을 이용하여 가시화를 하였다. 열손실의 영향을 극복하고 화염의 전파가 가능하게 하는 초기 압력을 제시하였다.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1257-1264
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• 2011

희박예혼합 가스터빈 연소기에 대한 3 차원 RANS 해석을 수행하였으며 PCFM(Partially Premixed Coherent Flame Model) 화염면적밀도 생성항 상수의 보정을 통하여 희박연소조건을 모사하였다. PCFM 에서 계산된 화염면적밀도에 의해 층류 예혼합 화염의 전파를 예측하고 불균일하게 분포한 기연 가스의 물성을 평형 가정에 따라 예측하였다. 복사와 대류 열전달을 모사하기 위해 냉각 조건으로서 실험과의 비교를 통해 결정된 열유속을 적용하였다. 이러한 3 차원 해석 결과를 바탕으로 파일럿 노즐과 메인 노즐에 분배되는 연료량 비에 대한 민감도 조사를 수행하였으며 CRN(Chemical Reactor Network)을 구성하여 NOx 배출량을 예측하고 측정값과 비교 분석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권4호
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• pp.548-555
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• 2017

본 연구는 560 MWe급 접선연소식 미분탄 보일러에서 공기단계연소에 의한 연소 및 NOx 배출 특성과 슬래깅성에 대하여 분석한 것이다. 이를 위해 고급 석탄 연소 모델이 적용된 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 이용하여 전체 연소공기의 당량비(SR)는 1.2로 고정하고, 버너 영역의 SR을 0.94에서 0.995까지 변화시켰다. 공기 배분의 변화에 따라 버너 영역 및 열교환기의 온도 및 전열량 분포가 변하지만 보일러의 전체 효율은 거의 동일하게 나타났다. 버너 영역의 SR이 0.94로 낮아지면 Fuel NO의 생성이 억제되어 절탄기 출구 NOx 배출량은 20% 감소하나, 미연분과 슬래깅성에는 큰 영향이 나타나지 않았다. 따라서, 이 보일러에서 NOx 배출 저감을 위해 공기배분을 조절하여 버너 영역의 SR를 낮추고 상부연소공기(OFA)의 값을 높여 운전하는 것이 타당함을 확인하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 대한연소학회 2003년도 제27회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.103-108
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• 2003

The effect of equivalence ratio and fuel/air mixing quality on the phase-resolved gas temperatures at different phases of the oscillating pressure cycle was experimentally investigated. An atmospheric pressure, optically accessible and laboratory-scale dump combustor operating on methane with heat release rate of 1.59kW was used. Temperature measurements were made using coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS) at several spatial locations for typical unstable combustion conditions. Analysis was conducted using parameters such as phase-resolved averaged temperature, normalized standard deviation and temperature probability distribution functions (PDFs). Also the probability on the occurrence of high temperature (over 1900K) was investigated to get the information on the perturbation of equivalence ratio and NOx emission characteristics. It was shown that most of temperature histograms exhibit Gaussian profile which has short breadth of temperature fluctuation at equivalence ratio of 0.6, while beta profile was predominant for the cases of other equivalence ratios (${\Phi}$=0.55, 0.50). The characteristics on the occurrence of high temperature also displayed periodic wave form which is very similar to the pressure signal. And the amplitude of this profile goes larger as the fuel/air mixing quality become poorer. These also provided additional information on the perturbation of equivalence ratio at flame as well as NOx emission characteristics.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.114-120
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• 2006

The basic effects of hydrogen addition for engine performance and emission were investigated in single cylinder research engine. Seven commercial injectors were tested to choose a suitable injector for hydrogen injection prior to its engine implementation. The hydrogen fuel leakage and flow rate were evaluated for each injector and KN3-1(Keihin, CO.) showed the best performance for hydrogen fuel. At the higher excess air ratio(${\lambda}=1.7$, 2.0), the better combustion stability was found with hydrogen addition even though its effect was small at lower excess air ratio (${\lambda}=1.0$, 1.3). Stable operation of the engine was even guaranteed at ${\lambda}=2.0$, if the amount of hydrogen gas was near 15% of total energy. In the lean region, ${\lambda}>1.3$, thermal efficiency was improved slightly while it was not clearly observed at ${\lambda}=1.0$, 1.3. It is considered that, in some cases, high temperature environment due to hydrogen combustion caused further heat loss to surroundings. Except for ${\lambda}=1.0$, with larger amount of hydrogen addition, CO was reduced drastically but it was emitted more at the leaner region. Nitric oxides(NOx) was increased a little more with hydrogen addition at ${\lambda}=1.0$, 1.3. However, at ${\lambda}>1.3$ its relative amount of emission was low. In addition, the amount of NOx was continuously decreased with hydrogen addition, but, at ${\lambda}=2.0$ the amount of NOx was lowered to 1/100 of that of ${\lambda}=1.0$. THC emission was significantly increased as air/fuel ratio was raised to leaner region due to misfire and partial burn.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.44-56
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• 2013

한국기준 표준화된 A급 목재 및 B급 유류 화재 시험에서 룸코너시험기(RCT)를 사용하여 연소유독가스의 생성을 정량적으로 알아보고, 시험자들에게 미치는 인체유해성을 확인하였다. 그 결과 A급의 경우 유독가스가 시험자들에 직접적으로 노출되는 초기 3분 동안, 분당호흡량(RMV) 2단계에서 40% 카복시헤모글로빈(COHb)가 넘어가는 경우는 A급 9, 10단위에 해당하며, RMV 3단계에서 A급 5~10 단위까지가 모두 40% COHb을 초과함을 확인하였다. 한편 B급의 경우 유독가스가 시험자에게 직접 노출되는 초기 1분 동안은 A급에 비해 다소 안전하나 총 연소시간에는 RMV 3단계에서 B급 16~20 단위까지가 모두 20% COHb을 초과한 수치가 나옴을 확인하였다. 따라서 이 연구에서는 시험자들은 소화시험의 단위수를 고려하여 자급 호흡보조기나 그와 동일한 기능의 장치를 착용하는 규정을 제안한다.