• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.111-112
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• 2013

An experimental study of a dual swirl burner was conducted to analyze NOx emission in the lean conditions. The dual swirl burner is composed of a combination of swirling jet premixed(main section) and diffusion flames(pilot section). It was operated with a co-swirling configuration and overall equivalence ratios between 0.6 and 0.8. The purpose of this study is to analyze experimentally the characterization of flame temperature and NOx concentration in reacting zone and to supply the useful experimental data for numerical simulations. The measurements of temperature and NOx concentration were captured using a thin digitally-compensated thermocouple and a sampling quartz probe with quenching effect of sudden expansion, and were measured by the NOx analyzer of chemiluminescence method. We could analyse the NOx emission characteristics comparing the temperature distributions in the lean equivalence ratios.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제28회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.42-48
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• 2004

Lean laminar premixed propane and methane flames which were anchored by a hydrogen-pilot flame in a tube were investigated experimentally. The flame shapes were observed by varying mean velocity from 10cm/s to 140cm/s and equivalence ratio from 0.45 to 0.8. In this study, behaviors of flames are divided into five regions such as tail-out, flash-back, flickering, stable and vibrating flames with respect to the mean velocity and the equivalence ratio. Although the flames are unstable in both the flickering and the vibrating region, they have different characteristics such as the frequency, sound generation and creation process of flame curvature. The flickering region exists near the flammability limit and the flame flickers in a frequency of about 10Hz. When flame front is bended, the propane flame front is straightened and the methane flame front is bended more by thermo-diffusive instability. In the vibrating region, the flame vibrates emitting audible sound in a frequency of about 100Hz. In the boundary of vibrating region, the vibration of flame changes between two modes such as single frequency vibration and dual frequency vibration. Increase and decrease of vibration in each mode are determined by thermo-acoustic instability.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.595-598
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• 2011

이중 연소 램제트(DCR) 엔진의 주 연소기에서 초음속 연소 현상을 수치해석을 동하여 연구하였다. 초음속 연소 유동은 유동의 압축성 효과에 연소 안정성이 크게 영향 받으므로, 일정 단면적 부분의 길이 및 확산 각에 대한 영향을 살펴보았다. 동일한 입구 조건에서의 해석의 결과 이중 연소 램제트 엔진 연소기의 연소 유동은 기본적으로 난류 부상 화염의 특징을 가짐을 알 수 있었으며, 부상 화염의 높이는 초음속 확산각이 작고 일정 단면적 부분이 긴 경우, 분사기 가까이 유지되만, 확산각의 변화에 심하게 영향 받아 작은 변화에도 부상화염의 높이가 크게 증가하거나 연소기 밖으로 blow-out 되므로, DCR 연소기의 설계에는 화염의 안정성이 충분히 고려되어야 함을 알 수 있었다.

• 한국연소학회지
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• 제19권1호
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• pp.29-38
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• 2014

This paper described an experimental investigations of combustion instability mode in a lean premixed dual swirl combustor for micro-gasturbine system. When such the instability occurs, a strong coupling between pressure oscillations and unsteady heat release excites a self-sustained acoustic wave which results in a loud, annoyed sound and may also lead a structural damage to the combustion chamber. The detailed period of flame behavior and heat release in combustion instability mode have been examined with high speed OH and CH-PLIF system and $CH^*$ chemiluminescence measurement, flame tomography with operated at 10 kHz and 6 kHz each. Experiment results suggest that unstable flame behavior has a specific frequency with 200 Hz and this frequency is accords with about 1/2 sub-harmonic of combustor resonance frequency, not fundamental frequency. This is very interesting phenomenon that have not reported yet from other previous works. Therefore, when a thermo-acoustic instability with Rayleigh criterion occurs, the fact that the period of heat release and flame behavior are different each other was proposed for the first time through this work.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.763-768
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• 2011

최근 대두되고 있는 바이오가스(Biogas)를 이중 희박 예혼합 가스터빈 연소기에 적용하기 위한 연구로써, 기존 개발된 실물형 이중 희박 예혼합 연소기 버너헤드에 바이오가스 조성을 모사한 $CO_2$ 희석 연료를 사용하여, 가스터빈 연소기의 연소불안정에 미치는 영향을 연구하였다. 이중 스월이 적용된 이중화염에서 연료분배율(Pilot fuel mass fraction)에 따라 화염구조가 상이하며 이에 따라 연소장의 온도분포와 연소불안정 특성이 결정된다. 동압신호와 phase-resolved $OH^*$ 이미지를 통해 연료분배율 변화와 $CO_2$ 희석률 증가에 따른 연소불안정 크기 감소와 그 경향을 알 수 있었다. $CO_2$ 희석에 의해 열방출 섭동의 크기가 감소하고 화염속도가 감소하며 이에 따라 화염면의 팽창 즉, 체적의 증가로 인해 연소불안정이 감소되는 것을 실험을 통해 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.190-199
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• 1993

본 연구에서는 화염간 상호작용이 연소생성물 형성에 미치는 영향을 규명하기 위한 작업의 일환으로 대표적 연소 생성 공해 물질의 하나인 NO를 택하여 상호작용하 의 층류 확산화염에서 NO의 생성이 어떻게 이루어지는가를 검토 하고자 한다. 이를 위하여 기본적 다화염계인 2-화염계를 모사하는 수학적 모델을 수립하고 수치 계산을 통한 이론적 방법을 위주로하여 2개의 층류 확산 화염이 나타내는 상호작용 특성과 화 염간 상호작용이 NO형성에 미치는 영향을 규명하고자 한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제20회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.16-25
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• 2000

The differential diffusion of two species in jet is considered. The direct photo images of $H_{2}/SF_{6}$ flame are taken and the non-react jets of $H_{2}/SF_{6}$ mixture are visualized with Rayleigh scattering method. The structures of Dual flame are found in the photography. As the volume fraction of $H_2$ in mixture is increased, the flame at side is long and as the volume fraction of $SF_{6}$ in mixture is increased, the flame at center is long. This phenomena are deduced from the non-react mixture using Rayleigh scattering method. Result show that the volume fraction in the mixture is important in differential diffusion.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.57-63
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• 2000

This paper deals with a study on combustion and emission characteristics of a direct injection diesel engine dual fueled with natural gas. Dual fuelling systems tend to emit high unburned fuel especially at low load, resulting in a decreased thermal efficiency. This is because natural gas-air mixtures are too lean for flame to propagate under low load conditions. Suction air quantity and injection timing controls are very useful to improve emissions and thermal efficiency at low load.

• 한국연소학회지
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• 제2권1호
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• pp.17-27
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• 1997

It is well known that NOx formation has a strong dependence on the maximum temperature and correspondingly with the maximum chamber pressure of a closed combustion system. However, in a case of impinging-jet-flame (IJF hereafter) combustion with opposed dual pre-chambers, low $NO_x$ formation with high pressure could be achieved, but its mechanism has not been clearly understood so far. In this study, a three-dimensional analysis is adopted to resolve time-variant local properties that might indicate the mechanism of IJF combustion. Numerical results are verified by comparing them with experiments. The IJF combustion in a vessel with no pre-chamber, with single pre-chamber, and with dual pre-chambers is studied. The orifice diameter and the volumetric ratio of pre-chamber are used as geometric parameters. The effects of main-chamber ignition delay time and combustion time of main-chamber, orifice exit velocity, orifice exit temperature, turbulent kinetic energy of main-chamber and spatial distribution of temperature in the latter stage of combustion are investigated. A longer main-chamber ignition delay and a shorter main-chamber combustion time suppress the formation of high temperature region with respect to mean temperature, which consequently results in less NO production.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.70-79
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• 2013

마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 비반응 유동 및 혼합특성에 관한 수치해석 연구가 수행되었다. 고정된 열부하에서 pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향이 주요 변수로 검토되었다. 결과로서, pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향의 변화는 버너 출구 근처의 난류 유동장, 특히 중앙 재순환영역 및 난류강도의 큰 변화를 초래하며, 화염안정성 및 배기성능의 큰 변화를 동반하게 된다. 실험결과와의 비교를 통해, 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 개발을 위하여 화염안정성 및 배기의 측면에서 pilot 버너의 최적 위치, 선회각$45^{\circ}$ 그리고 정방향 선회유동 조건들이 선택되었다.