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항공용 가스터빈엔진 연소기 내부 반경 방향 스월러의 스월수 계산 (Swirl Number of Radial Swirler Design for Combustor in Aero Gas Turbine Engine)

  • 최명환;신동수;윤영빈;구자예
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권12호
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    • pp.848-855
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    • 2019
  • 최근 배기가스규제로 인하여 친환경 가스터빈연소기가 주목받고 있다. 이때 연소기 내부의 스월러는 화염안정성 및 역화에 매우 중요한 설계 인자가 된다. 기존 연구자들이 제시한 축 방향 스월러와 반경 방향 스월러의 설계방법에 대하여 고찰하고 다양한 가스터빈용 반경 방향 스월러 중 기하학적 설계변수를 고려한 스월수 계산과 유동손실을 고려한 스월수 계산의 적합성을 검토하였다. 전산유체역학을 통해 스월유동의 스월수를 계산하고 설계방법에 따라 각각 비교하였다.

환형 5중 동축관 연소기 내부에서의 예혼합 화염의 전파 특성 직접 관찰 (Direct Observation of Premixed Flame Propagation Characteristics in an Annular Coaxial 5-Tubes Burner)

  • 조문수;백다빈;김남일
    • 한국연소학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.24-30
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    • 2013
  • Flame stabilization characteristics of premixed flames in an annular coaxial 5-tubes burner (AC5TB) were investigated experimentally. The AC5TB was made of five quartz tubes, and the flame stabilization conditions in that burner were investigated with the variation of equivalence ratio and the flow velocities. Flame behaviors inside of narrow annular tubes could be observed directly. Overall flame stabilization conditions were similar to that of the previous study, while the flame behaviors and structures were different mainly due to the controlled uniform distribution of the velocities in channels. Flame flashback conditions were thought to be governed by the competition between heat release rate, heat loss and heat recirculation in each channel. Stationary flames at a fixed location were compared in its velocity distribution and burned gas temperature across the channel. This AC5TB can be a basic configuration for the development of flame stabilization model of porous media combustors, and it will help understand about the real behavior of flames in meso-scale combustion spaces.

축방향 2단 다공체 내 N2로 과다 희석된 CH4-O2 화염의 안정화에 관한 실험적 연구 (Experimental Investigation on the Highly N2-diluted CH4-O2 Flame Stabilization in an Axially Two-section Porous Medium)

  • 김승곤;이대근;노동순;고창복
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.45-46
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    • 2013
  • Stabilization characteristics of highly $N_2$-diluted $CH_4-O_2$ flame in an axially two-section porous inert medium were experimentally investigated for its application to the waste gas scrubber in semiconductor manufacturing processes. The flame behaviors were observed with respect to the fuel and $N_2$ flow rates and the equivalence ratios. As a result, four kinds of flame behaviors such as stable, flashback crossing the interface, blowout and sudden extinction were observed. It was also found that there exists two flame regime divided by a critical fuel flow rate. In addition, the flame stability was discussed based on the $N_2$ index which means the abatement capacity of our combustor in scrubbing the waste gas from the semiconductor processes.

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저 발열량 가스 연료의 예혼합 연소시 NOx 발생 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the NOx Emission Characteristics of Low Calorific Value(LCV) Gas Fuel at Premixed Combustion Condition)

  • 김용철;이찬;윤용승
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1999년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.23-29
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    • 1999
  • Experimental studies are conducted to investigate the flame stability and the thermal/fuel NOx formation characteristics of the low calorific value (LCV) coal derived gas fuel. Synthetic LCV fuel gas is produced by mixing carbon monoxide, hydrogen, nitrogen and ammonia on the basis that the thermal input of the syngas fuel into a burner is identical to that of natural gas. The syngas mixture is fed to and burnt with air on flat flame burner. With the variation of the equivalence ratio for specific syngas fuel, flame behaviors are observed to identify the flame instability due to blow-off or flashback and to define stable combustion range. Measurements of NOx content in combustion gas are made for comparing thermal and fuel NOx from the LCV syngas combustion with those of the natural gas one. In addition, the nitrogen dilution of the LCV syngas is preliminarily attempted as a NOx reduction technique, and its effects on thermal and fuel NOx production are discussed.

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배기가스 내 산소 농도 기반 메탄-수소 연료 전환 제어 프로그램 개발 (Development of Control Program for Methane-hydrogen Fuel Conversion Based on Oxygen Concentration in Exhaust Gas)

  • 신은주;김영배
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.38-46
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    • 2023
  • Carbon neutrality policies have been strengthened to reduce emissions, and the importance of technology road maps has been emphasized. In the global industrial boiler market, carbon neutrality is implemented through fuel diversification of methane-hydrogen mixture gas. However, various problems such as flashback and flame unstability arise. There is a limit to implementing the actual system as it remains in the early stage. Therefore, it is necessary to secure the source technology of methane-hydrogen hybrid combustion system applicable to industrial fields. In this study, control program for methane-hydrogen fuel conversion was developed to expect various parameters. After determining the hydrogen mixing ratio and the input air flow, the fuel conversion control algorithm was constructed to get the parameters that achieve the target oxygen concentration in the exhaust gas. LabVIEW program was used to derive correlations among hydrogen mixing rate, oxygen concentration in exhaust gas, input amount of air and heating value.

TV미니시리즈의 '보철적 기억'과 역사인식의 형성 -미국 TV시리즈 <콜드 케이스>를 중심으로- ("Prosthetic Memory" in TV Series & A Sense of History -Focus on -)

  • 이승환
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.106-116
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    • 2016
  • <콜드 케이스>는 미제 살인 사건을 수사하는 미국 필라델피아 강력반의 이야기를 그리는 미국 TV시리즈이다. 시리즈는 여타의 인기 있는 시리즈들과 달리, 과거와 현재의 시간을 오가며 미국 역사의 소수자, 주류 역사에서 지워진 보통의 범죄 희생자들을 주인공으로 한다. 이유는 시리즈의 목표가 과거의 용기 있는 이들의 헌신으로 이루어진 사회적, 정치적 변화에 대하여 현재의 우리들이 미처 기억하지 못한 부분들을 다시 한 번 돌아보게 해주는 것이기 때문이다. 시리즈는 플래시 백 기법, 영혼의 등장, 시대배경과 주제에 정확하게 부합되는 대중음악의 사용을 통해 시청자들의 감정적 몰입을 유도하고, 간접경험으로만 기억하고 있는 역사적 사건들의 숨은 주인공들을 기억하게 한다. 즉, 기존의 기억만으로는 부족한 부분을 좀 더 세밀하게 보완한 "보철적 기억"의 개념으로 시리즈 존재의 가치를 입증한다. 우월한 지식과 권력의 남용으로 구성한 사회적 구조의 변화는 개인들의 끝없는 노력을 통해서만이 가능했고, 절대 그들을 잊어서는 안된다는 것이 시리즈 전체의 이야기 이다.

아네스 바르다의 <방랑자>와 형식적 실험 (Agnès Varda's Vagabond and Aesthetic)

  • 김숙현
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.100-107
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    • 2013
  • 아네스 바르다는 자신만의 영화세계를 구축해 온 프랑스의 대표적인 여성 영화감독이다. 특히 주관성과 객관성을 혼합하는 실험적인 방식은 가장 돋보이는 특성이다. 이를 뒷받침하는 방식은 고전적 영화 방식과 상이한 영화적 형식에 대한 탐구에서 비롯한다. 이러한 접근은 현대영화의 형식을 치밀하게 분석하여 구조를 발견하는 노엘 버치의 방법론과 같다. 그래서 아네스 바르다의 대표작 중 하나이면서 1985년 베니스영화제에서 황금사자상을 수상한 바 있는 <방랑자>를 대상으로 주제와 형식의 유기적 결합을 통한 현대영화의 구조 산출이라는 형식미학적 분석하고자 한다. 인간 사이의 관계성과 접촉의 회복을 표류하는 삶의 비극적 죽음을 통해 전달하고자 한 영화의 주제는 영화의 형식적 실험을 통해 새로운 영화적 구조를 낳았다. 그 형식적 실험은 영화의 도입부의 보이스오버와 파편적이고 반복적인 구성으로서 인물과 상황 제시 방식, 서사적 양식과 비서사적 양식의 배합, 그리고 영화적 물리적 질료성을 폭로하는 방식으로서 카메라의 움직임과 편집, 그리고 플래쉬백과 사운드의 독특한 사용으로 이루어져있다.

모형 가스터빈 연소기에서 선회 예혼합화염의 대와동모사(LES) (Large Eddy Simulation of Swirling Premixed Flames in a Model Gas Turbine Combustor)

  • 황철홍;이창언
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.79-88
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    • 2006
  • 본 논문에서는 대와동모사를 이용하여 모형 가스터빈 연소기에서 난류 예혼합연소의 선회 유동구조와 화염특성이 검토되었다. 비정상 화염 거동을 모사하기 위하여 G-방정식 화염편 모델이 적용되었다. 결과로서, 입구 선회수 증가에 따른 코너 및 중앙 재순환 유동이 뚜렷한 차이를 보이며, 화염의 길이도 점차 감소됨을 확인 할 수 있었다. 또한 강선회 조건에서 역화현상의 원인이 확인되었다. 정확한 비정상 화염거동의 모사를 위하여, 연소실 내 음향파 거동의 예측성능이 우선적으로 검토되었으며, 스텝 모서리 근처에서 생성된 와동이 화염면 변동에 가장 큰 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. 마지막으로 비정상 화염-와동 상호작용에 대한 해석을 통해 선회와 음향파의 전개로부터 생성된 와동의 진동이 화염면 및 열발생의 변동과 밀접하게 관련되어짐을 체계적으로 규명하였다.

합성천연가스의 수소함량 변화에 따른 가스터빈 연소특성 평가 (Effects of Hydrogen in SNG on Gas Turbine Combustion Characteristics)

  • 박세익;김의식;정재화;홍진표;김성철;차동진
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.412-419
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    • 2012
  • Increasing demand for natural gas and higher natural gas prices in the recent decades have led many people to pursue unconventional methods of natural gas production. POSCO-Gwangyang synthetic natural gas (SNG) project was launched in 2010. As the market price of natural gas goes up, the increase of its price gets more sensitive due to the high cost of transportation and liquefaction. This project can make the SNG economically viable. In parallel with this project, KEPCO (Korea Electric Power Corporation) joined in launching the SNG Quality Standard Bureau along with KOGAS (Korea Gas Corporation), POSCO and so on. KEPCO Research Institute is in charge of SNG fueled gas turbine combustion test. In this research, several combustion tests were conducted to find out the effect of hydrogen contents in SNG on gas turbine combustion. The hydrogen in synthetic natural gas did not affect on gas turbine combustion characteristics which are turbine inlet temperature including pattern factor and emission performance. However, flame stable region in ${\Phi}$-Air flow rate map was shifted to the lean condition due to autocatalytic effect of hydrogen.

Development of an Engineering Model of Hydrogen-Fueled Ultra-micro Combustor for UMGT

  • Shimotori, Shoko;Yuasa, Saburo;Sakurai, Takashi
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.828-836
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    • 2008
  • To develop an engineering-model of hydrogen-fueled ultra-micro combustor for Ultra Micro Gas Turbine(UMGT), we reviewed and summarized the problems in downsizing combustors, and determined a suitable burning method. The key issue to actualize practical ultra-micro combustors is reducing heat loss from the combustor to compressor and turbine. The reduction of heat loss was discussed from 3 different viewpoints; heat-insulation material, high-space-heating-rate combustion, and combustor-insolated gas turbine structure. Use of heat-insulation material induced the heat loss reduction to the surroundings. The heat loss ratio decreased substantially in reverse proportion to space heating rate, leading the idea that it could be reduced by burning at a high space heating rate. By settling the combustor insolated from the compressor and turbine, the heat transfer from the combustor to the compressor and turbine becomes smaller. For a selection of the suitable burning method, comparison between 2 burning methods, flat-flame and swirling-flamer types, was conducted. Synthetically the flat-flame burning method was confirmed to be more suitable for ultra-micro combustors than latter one. Base on them, an engineering-model of hydrogen-fueled flat-flame ultra-micro combustor was developed. To obtain high overall heat-insulation, heat-resistant and strength, the engineering-model combustor had triple layer structure with an advanced ceramic, a heat insulation material and a stainless steel. To simplify heat transfer issue in the combustor, it was isolated from the other components. Furthermore it was designed by considering structure, size, material, velocity, pressure loss and prevention of flashback.

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