본 연구에서는 액체로켓에서 널리 사용되는 냉각시스템이 장치된 실험용 액체로켓 엔진을 설계하고 제작하여 연소실험을 수행한 내용을 다루었다. 연소실험을 통해 측정한 열유속이 계산에 의한 해석결과와 유사하므로 실제로켓엔진의 설계 및 제작에 설계 프로그램을 이용할 수 있음을 확인하였다. 또한 연소실험결과 연소압과 혼합비가 추력실에서 발생하는 열유속에 미치는 영향을 고찰하였다.
A study on the combustion characteristics by using Emulsion Fuel in Diesel Engine is performed experimentally. In this paper, the experiments are performed at engine speed 1800rpm, emulsion fuel ratio is 0%, 10%, 20%, and main measured items are specific fuel consumption, pressure, ratio of pressure rise, rate of heat release etc. The obtained conclusions are as follows. 1) Specific fuel consumption increase maximum 19.8% at low load, but is not effected at full load. 2) Ratio of pressure rise and rate of heat release are about the same in the case of 10% and 20% of emulsion fuel ratio. 3) Cylinder Pressure increase 11.7%, ratio of pressure rise increase 60.4% in case of emulsion fuel ratio 20% at full load. 4) Rate of heat release increase 76.9% in case of emulsion fuel ratio 20% at full load.
본 연구는 고체가연물의 초기 점화 및 화재성장과정에서의 발열량을 정량적으로 측정하고 가연물에 따른 화재성장특성 파악하고자 한다. 실험에 적용된 고체가연물은 단일/이중 목재크립, 단일/이중 쿠션, 카페트/목재크립이며 화재발달 단계에서 화재성장특성을 시간 제곱 화재성장 시나리오와 비교분석하고 고체가 연물의 화재성장 계수를 정량화 하였다. 고체가연물의 연소과정에서 소모되는 연료의 질량과 방출되는 총열에너지 개념을 이용하여 가연물의 평균 유효연소율을 평가하였으며 환기 및 화재조건의 영향을 분석하여 화재해석시 화재시나리오를 설정하는데 있어서 실질적인 정보를 제공하고자 한다.
이 연구에서는 암모늄염을 처리한 리기다 소나무의 연소성을 시험하였다. 실온에서 3종류의 암모늄염 즉, 황산암모늄, 제1인산암모늄, 그리고 제2인산암모늄의 20wt% 수용액에 각각 리기다 소나무를 함침시켜 건조시킨 후 콘칼로리미터(ISO 5660-1)를 이용하여 그의 연소성을 시험하였다. 암모늄염으로 처리한 시험편은 처리하지 않은 시험편에 비하여 그의 연소성을 감소 시켰다. 이것은 연소 억제성이 순수 리기다 소나무 시험편에 처리한 암모늄염 때문에 향상된 것으로 생각된다. 또한 암모늄염으로 처리한 시험편은 처리하지 않은 시험편에 비해 낮은 최대열방출률과 낮은 총방출열량을 나타내었다.
After examining the characteristics of the heat decomposition of the 80~120mesh flour using the Mini cup pressure vessel test and determining the apparent activation energy in a spontaneous combustion, the conclusion is as follows. The heat decomposition of flour occurs at around $100^{\circ}C$ and the peak for the maximum rise in pressure appears at around $290^{\circ}C$. The decomposition pressure against various temperature in the vessel shows the maximum value of $4.7kg/cm^2$ approximately at $440^{\circ}C$. When the thickness of the sample is 3cm, the maximum temperature and the critical temperature of ignition are $398^{\circ}C$ and $204.5^{\circ}C$, respectively; the critical temperature is $194.5^{\circ}C$ when the thickness of the sample is 5cm, and $182.5^{\circ}C$ when the sample is 7cm. In addition, the apparent velocity calculated using the method of least squares is 35.0407Kcal/mol.
Titanium carbide was synthesized by reacting the prepared titanium powder and carbon black using SHS method sustains the reaction spontaneously, utilizing heat generated by the exothermic reaction itself. In this process, the effect of the particle size of titanium powder on combustion temperature and combustion wave velocity was investigated. By controlling combustion temperature and combustion wave velocity via mixing Ti and C powder with TiC, the reaction kinetics of TiC formation by SHS method was considered. Without reference to the change of combustion temperature and combustion wave velocity, TiC was easily synthesized by combustion reaction. As the particle size of titanium powder was bigger, or, as the amount of added diluent(TiC) increased, combustion temperature and combustion wave velocity were found to be decreased. The formation of TiC by combustion reaction in the Ti-C system seems to occur via two different mechanisms. At the beginning of the reaction, when the combustion temperatures were higher than 2551 K, the reaction was considered to be controlled by the rate of dissolution of carbon into a titanium melt with an apparent activation energy of 148 kJ/mol. For combustion temperatures less than 2551 K, it was considered to be controlled by the atomic diffusion rate of carbon through a TiC layer with an apparent activation energy of 355 kJ/mol. The average particle size of the synthesized titanium carbide was smaller than that of the starting material(Ti).
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제8권1호
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pp.17-36
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1984
Since 1973, the competition on the development of fuel saving type internal combustion engines has become severe by the two times oil shock, and new type engines are reported every several months. Whenever these new type engines are developed, new designs are required and they will be offered in the market after performing the endurance test for a long time. But the engine market is faced with a heavy burden of finance, as the developing of a new engine requires tremendous expenses. For this reason, the computer simulation method has been lately developed to cope with it. The computer simulation method can be available to perform the reasonable research works by the theoretical analysis before carrying out practical experiments. With these processes, the developing expenses are cut down and the period of development is curtailed. The object of this study is the development of simulation computer program for the small naturally aspirated four-stroke diesel engine which is intended to product by the original design of our country. The process of simulation is firstly investigated for the ideal engine cycle, and secondly for the real engine cycle. In the ideal engine cycle, each step of the cycle is simulated by the energy balance according to the first law of thermodynamics, and then the engine performance is calculated. In the real cycle imulation program, the injection rate, the preparation rate and the combustion rate of fuel and the heat transfer through the wall of combustion chamber are considered. In this case, the injection rate is supposed as constant through the crank angle interval of injection and the combustion rate is calculated by the Whitehouse-Way equation and the heat transfer is calculated by the Annand's equation. The simulated values are compared with measured values of the YANMAR NS90(C) engine and Mitsubishi 4D30 engine, and the following conclusions are drawn. 1. The heat loss by the exhaust gas is well agree with each other in the lower load, but the measured value is greater than the calculated value in the higher load. The maximum error rate is about 15% in the full load. 2. The calculated quantity of heat transfer to the cooling water is greater than the measured value. The maximum error rate is about 11.8%. 3. The mean effective pressure, the fuel consumption, the power and the torque are well agree with each other. The maximum error is occurred in the fuel consumption, and its error rate is about 7%. From the above remarks, it may be concluded that the prediction of the engine performance is possibly by using the developed program, although the program needs to reform by adding the simulation of intake and exhaust process and assumping more reliable mechanical efficiency, volumetric efficiency, preparation rate and combustion rate.
본 연구에서는 건축내장용 합판류 목재를 대상으로 목재의 두께별 다양한 입사열유속에 따른 연소특성 측정 실험을 수행하였으며, 측정한 연소특성은 EHC, HRR peak 및 도달시간, MARHE, 인화온도이다. 실험에 사용된 목재 시편은 4.8~18 mm 두께, 목재 시편에 유입되는 입사열유속은 25, 35, 50 및 60 kW/㎡을 적용하였으며, 목재 시편의 종류는 MDF 2종, 파티클 보드, 일반 합판이다. 종합적인 비교를 통하여 연소특성별 각각의 목재에 해당하는 화재패턴을 분석하여 화재에 대한 위험성을 검토하였다. 파티클 보드의 경우 화재 위험성이 높게 나타났으며, 제시한 연소특성 정량화 결과는 복합 가연물의 화재하중 산정에 중요한 입력 요소로 기여될 수 있다.
순산소 축열연소시스템에서 세라믹 볼 축열체 적용에 따른 축열/재생 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 설계인자인 볼 직경, 축열체 무게, 연소부하 변동에 따른 축열/재생 특성을 살펴보았다. 양방향 순산소 축열연소시스템 장치를 구성하여 축열체를 통과하는 배가스 및 산소의 온도를 측정하였다. 실험결과, 볼 직경과 축열체 무게 변동에 따라 배가스 및 산소 온도분포의 변화가 나타났으며, 연소부하 변동시 상대적으로 큰 온도분포의 변화가 측정되었다. 볼 직경이 작아지고 축열체 무게가 증가될수록 측정된 재생온도효율은 증가되었다. 한편, 높은 재생온도효율에 비해 열 회수율은 낮게 예측되어 열 회수율을 향상시키기 위해 축열구조 설계 최적화가 필요함을 확인하였다.
액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 혼합비에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 Lox/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 전체 혼합비에 따른 연소 가스의 생성 온도를 계측하였다. 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 대표 값을 가지는 것으로 나타나, 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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