• 대한기계학회논문집B
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• 제22권12호
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• pp.1681-1690
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• 1998

The aim of this paper is to investigate combustion characteristics of lean premixed mixture stabilized by catalytic surface reaction. The catalytic combustor consisted of a catalyst bed and a thermal combustor. The catalyst bed was made of two stage, Pd catalyst in the first stage and Pt catalyst in the second stage. Auto ignition of lean mixture took place in the thermal combustor. Ignition temperature was about $810{\sim}820^{\circ}C$ at the fuel-air ratio of 1.5~3.0 % and the mixture velocity of 11~18m/sec. The position of flame front in the thermal combustor moved toward back as preheat temperature increased and fuel-air ratio decreased. The f1ame supported by surface reaction was stabilized without any flame stabilizers. NOx emissions from the catalytic combustor were below 2.0 ppm ($O_2$ 15 %) when gas temperature was limited below $1350^{\circ}C$. This result demonstrates that NOx emission from the catalytic combustor is much low comparing with conventional combustors.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권5호
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• pp.593-602
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• 1999

This paper presents combustion characteristics of LPG-air mixture ignited by the plasma jet in a cylindrical vessel with constant volume, in which our focus is placed on the multi-hole plug configuration. Four types of the plug configuration depending on the number of orifice and the arranged angle are considered, along with two cases of conventional spark ignition for comparison. Not only the flame propagation is photographed at intervals, but the pressure in the combustion chamber is also recorded through the entire combustion process. The results show that the plasma jet ignition enhances the overall combustion rate remarkably in comparison to the spark ignition by generating irregular flame front and penetrating through the unburned mixture. The combustion enhancement rate agrees favorably with the available data, which supports the validity of our experiment. Synthetically estimating, the two-hole sixty-degree plug appears to be the most desirable, in that the maximum pressure as well as the combustion duration is less affected by the sub-energy level than the others. It is also deduced that there may exist an optimal plug configuration capable of rapid combustion for a specific combustion chamber.

• 한국연소학회지
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• 제7권2호
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• pp.62-68
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• 2002

To investigate statistics of flamelet in a turbulent premixed flame and to obtain components of their burning velocities in a vertical plane above a pipe-flow burner, the local motion of flamelets with respect to gas are measured by specially arranged diagnostics, composed of an electrostatic probe with four identical sensors and a two-color four-beam LDV system. With this technique, the three-dimensional local flame- front-velocity vector is measured by the electrostatic probe for the first time, and simultaneously the axial and radial components of the local gas-velocity vector in a vertical plane above the vertically oriented burner are measured by the LDV system. Two components of burning velocities of planar flamelets can be obtained from these results and are found to be distributed over different directions and to range in magnitude from nearly zero to a few times the planar, un strained adiabatic laminar burning velocity measured in the unburnt gas. It may be concluded from these results that turbulence exerts measurable influences on flamelets and causes at least some of them to exhibit increased burning velocity.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.1-9
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• 2001

The soot yield has been studied by a premixed propane-oxygen-inert gas combustion in a specially designed disk-type constant-volume combustion chamber to investigate the effects of pressure, temperature and turbulence on soot formation. Premixtures are simultaneously ignited by eight spark plugs located on the circumference of chamber at 45 degree intervals in order to observe the soot formation under high pressures. The eight flames converged compress the end gases to a high pressure. The laser schlieren and direct flame photographs for observation field with 10 mm in diameter are taken to examine into the behaviors of flame front and gas flow in laminar and turbulent combustion. The soot volume fraction in the chamber center during the final stage of combustion at the highest pressure is measured by the in situ laser extinction technique and simultaneously the corresponding burnt gas temperature by the two-color pyrometry method. The pressure and temperature during soot formation are changed by varying the initial charge pressure and the volume fraction of inert gas compositions, respectively. It is found that the soot yield increases with dropping temperature and rising pressure at constant equivalence ratio, and that the soot yield of turbulent combustion decreases in comparison with that of laminar combustion because the burnt gas temperature increases with the drop of heat loss.

• 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.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.81-87
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• 2001

Cyclic variability limits the range of operating conditions of spark ignition engines, especially under lean and highly diluted operation conditions. The cyclic combustion variations can be characterized by pressure parameters, combustion related parameters, and flame-front related parameters. The coefficient of variation (COV) in indicated mean effective pressure (IMEP) defines the cyclic variability in indicated work per cycle.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.41-46
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• 2011

본 연구에서는 수직 배관 내에서 석송자 농도 변화에 따른 분진화염전파 특성을 상세히 조사하였다. 이를 위해 디지털비디오카메라와 PIV(Particle Image Velocimetry)를 사용하여 높이 120 cm, 단면 12 cm의 정방형 수직 덕트 내를 전파하는 분진화염의 입자거동을 해석하였다. 그 결과, 배관 내에 동일 평균농도의 분진운이 존재하는 경우 상방전파보다 하방 전파에 의한 화염전파속도가 크며 농도 약 300 g/$m^3$까지의 경우에는 분진농도가 증가할수록 그 비율이 증가하였다. 후방 화염(Post flame)은 배관 측벽과 화염면 사이를 통과하여 전파화염 후방에 유입된 미연소 입자의 발화에 의한 것으로 배관의 밀폐조건과 관계없이 발생하였다. 또한 후방 화염의 발생 빈도는 농도의 증가와 함께 증가하는 것을 알았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권12호
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• pp.4044-4052
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• 1996

Planar images of OH and $O_{2}$ with tunable KrF excimer laser which has a) 0.5 $cm^{-1}$ / linewidth, b) 0.5 nm tuning range, c) 150 mJ pulse energy, and d) 20 ns pulse width are obtained to determine spatial distributions of OH and $O_{2}$ in premixed $C_{3}$H$_{8}$ /O$_{2}$ flame. The technique is based on planar laser induced pre-dissociative fluorescence(PLIPF) in which collisional quenching is almost avoided because of the fast pre-dissociation. Dispersed LIPF spectra of OH and $O_{2}$ are also measured in a flame in order to confirm the excitation of single vibronic state of OH and $O_{2}$, OH and $O_{2}$ are excited on the P$_{2}$(8) line of the $A^{2}$.SIGMA.$^{+}$(v'= 3)-X$^{2}$.PI.(v'||'||'&'||'||'quot;= 0) band and R(17) line of the Schumann-Runge band B$^{3}$.SIGMA.$_{u}$ $^{[-10]}$ (v'= 0)- X$^{3}$.SIGMA.$_{g}$ $^{[-10]}$ (v'||'||'&'||'||'quot;= 6), respectively. Dispersed OH and $O_{2}$ spectra show an excellent agreement with simulated spectrum and previous works done by other group respectively. It is confirmed that OH widely distributed around flame front area than $O_{2}$.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.177-181
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• 2010

열교환기는 용도에 따라 여러가지 형태가 존재하지만 중요한 것은 열교환기의 성능을 향상시킴으로서 열교환기의 크기를 소형화하는 것이라 할 수 있다. 그러나 보일러처럼 열교환기가 버너 앞에 위치할 경우 열교환기의 효율도 중요하지만 환경오염물질의 배출특성도 고려되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 비예혼합화염보다 화염길이가 짧고 당량비 조절을 통해 $NO_x$ 및 CO 배출을 제어할 수 있는 예혼합방식의 버너 앞에 원형관 열교환기를 설치한 후 열교환기 관사이의 거리 및 당량비를 변화시킬 때 $NO_x$와 CO의 배출특성과 열교환기의 열효율을 실험적으로 구하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제1권2호
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• pp.74-83
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• 1997

본 연구에서는 원통형 연소실에서 발생하는 고주파 연소불안정을 연소응답함수와 n-$\tau$ 음향 불안정 해석방법을 사용하여 예측하였다. 열역학적 변수들과 속도는 시간 평균성분 및 변화성분으로 분리하여 선형으로 전개하였으며, 유동은 비회전류로 가정하여 속도 포텐샬 함수를 위한 지배방정식으로 수식화하였다. 연소응답의 계산에는 화염면 상, 하류에서의 연소실반응과 화염면에서의 연속조건이 적용되었다. 연소응답은 압력간섭계수 n과 감응시간지연 $\tau$로 변환되어 중립불안정한계를 결정하였다. LOX-RP1 추진제 조합의 원통형 연소실에서 연소압력 및 추진제 혼합비의 변화는 연소 음향반응과 중립불안정에 영향을 주지 않으나, 긴 거주시간에 의한 화염면 발생의 지연과 화염면 하류에서의 공간은 고주파 연소불안정의 발생에 강한 영향을 주는 것으로 예측되었다. 결과적으로 연소의 음향응답에는 추진제의 거주시간, 연소실 형상조건과 노즐에 의한 감쇠효과가 중요한 파라메터인 것으로 나타났다.