• 대한환경공학회지
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• 제33권5호
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• pp.325-331
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• 2011

연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소에 대하여 연료노즐과 공기노즐의 위치와 공기유량을 변화하면서 나타나는 연소특성을 수치해석을 통하여 연구하였다. 본 연구의 MILD 연소로는 연료노즐과 공기 노즐 사이에 연소배기가스의 배출구가 있는 연소로를 이용하였다. 공기노즐은 8개, 연료노즐은 4개를 사용하였다. 연료노즐이 연소로 중앙 부근에 위치한 연소로의 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 연료노즐에서부터 연소로 벽면으로 치우치게 되지만 공기유량이 커지면 연소반응대가 연료노즐 측에서 시작하여 연료노즐 상부로 형성된다. 공기노즐이 연소로 중앙부분에 위치한 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 공기노즐 부근에서 시작하여 연소로 벽면으로 치우치지만 공기유량이 증가하면 연소반응대가 연료노즐 측으로 옮겨가게 된다. 두 가지 경우 모두 공기유량이 증가하면 연소반응대에서 최대온도가 증가하고 따라서 배기가스에서의 NOx 농도가 증가한다. 두 가지 노즐 위치에서의 NOx 생성을 비교해 보면 공기노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우가 연료노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우보다 NOx 농도가 현저히 적음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로부터 NOx 저감과 연료의 미연가스 배출을 감안할 때 공기노즐이 연소로 중앙에 위치하고 이론공기량에 해당하는 공기량을 분출할 때 NOx 생성에 가장 효과적임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권6호
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• pp.1971-1982
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• 1996

The breakup of liquid jet is the result of competing, unstable hydrodynamic forces acting on the liquid jet as it exit the nozzle. The nozzle geometry and up-stream injection conditions affect the characteristics of flow inside the nozzle, such as turbulence and cavitation bubbles. A set of calculation of the internal flow in a single hole type nozzle were performed using a two dimensional flow simulation under different nozzle geometry and up-stream flow conditions. The calculation showed that the turbulent intensity and discharge coefficient are related to needle position. The diesel nozzle with sharp inlet under actual engine condition has possibility of cavitation, but round inlet nozzle has no possibility of cavitation.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.178-185
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• 2005

The synergistic effect of ethylene/propane mixture on soot formation is studied experimentally using a concentric co-flow diffusion burner, which provides the stratified fuel mixture. The soot volume fraction, soot particle diameter, number density and PAH concentrations are measured with various fuel supply configurations and compared to the homogeneously mixed case. When propane is supplied through the inner nozzle, an increase of soot formation is observed. However, when propane is supplied through the outer nozzle, a decrease is observed. The reaction path of PAH's formed from the pyrolysis process of propane is likely to be responsible to the observed differences. When propane is supplied through the outer nozzle, PAH's are formed in the relatively near oxidation region and exposed to the oxidization environment; on the other hand, when propane is supplied through the inner nozzle, PAH's are not likely to be oxidized and thus get involved in soot formation process. The synergistic effect in ethylene/propane diffusion flames is found to be affected not only by the com position of the mixture but also by the way of mixing.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.78-84
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• 2009

본 연구에서는 형식이 각기 다른 3종류의 미분무수 노즐을 사용하여 방사높이와 화염의 위치 변화에 따른 소화성능 실험과 포 소화약제를 혼합한 소화성능 실험을 수행했다. 소화성능 실험에서는 미분무수 노즐의 높이를 4m, 3.5m, 3m로 변화를 주었으며 연료 팬을 노즐 중심으로부터 0m, 0.5m, 1m의 변화를 주었다. 포 소화약제는 3%형 AFFF(Aqueous Film Forming Foam)를 사용하였다. 실험결과 개구부의 유무는 소화에 미치는 영향이 적었으며, 포 소화약제를 혼합한 미분무수의 소화성능은 약제를 혼합하지 않은 경우에 비하여 우수하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권2호
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• pp.103-108
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• 2012

연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소로는 연소용 공기 및 연료로 고온의 배기가스가 유입되는 양에 따라 질소산화물 저감 특성이 많은 영향을 받는다. 일반적인 MILD 연소로는 연료와 연소용 공기는 수직 상향방향이고 배기가스는 수직하향 방향으로 흐르면서 배기가스가 유입되는데 이러한 형태보다 더욱 배기가스의 유입량을 증가시키기 위한 방법으로 동심원관형태의 MILD 연소로를 사용하고 있다. 본 연구에서는 바깥 원통의 배기가스 통로에서 안쪽 원통의 연소통로 사이에 연결관을 설치하고 배기가스를 유입하기 위한 공기노즐을 동심원관 형태로 설치하여 공기분사속도, 노즐 직경, 배기가스측 압력과 연소로측 압력 차이의 변화에 따른 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 MILD 연소로에서 더욱 적극적인 배기가스의 유입량 특성을 파악하는 것을 연구하였다. 공기노즐 분사속도의 증가에 따라 유입량은 속도의 제곱근에 비례하는 것을 알았고 배기가스 측과 연소로 측의 압력차의 크기에 선형적으로 감소하는 것을 관찰하였다. 공기노즐 출구 위치의 변화는 유입량 변화에 큰 영향이 없음을 알 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제7권1호
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• pp.129-135
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• 2008

30톤급 액체로켓엔진용으로 개발된 일체형 재생냉각 연소기는 연료를 확대노즐부의 중간에서 공급하는 방식으로 설계되었으며, 노즐 끝단에서 공급되는 방식에 비해 냉각유로는 복잡해지지만 열유속이 상대적으로 낮은 확대노즐부의 냉각유량을 줄임으로서 압력손실을 감소시키는 동시에 공급라인을 포함한 연소기 전체 외경이 줄어들어 엔진 구성에 유리한 장점을 있다. 본 연구에서는 이와 관련한 연료링과 양 방향 냉각 채널, 그리고 연결/분기 유로에 대해 수치해석을 통한 세밀한 설계검토를 수행하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제4권2호
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• pp.40-46
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• 1999

Experimental investigation of unsteady impinging diesel spray on the flat plate have been carried out using high speed camera and Malvern system. The density ratios of ambient gas to diesel fuel were varied using $N_2$ and Ar gas in the case of 14.9, 21.2, 28.4, 35.1, 40.4, and 50.1. With the increase of gas density ratio, the radial penetration is decreased due to the resistance of the ambient gas. With the increase of the gas density ratio and the distance between nozzle tip and flat plate, the height of spray is increased due to the entrance and circulation. With the increase of gas density ratio, SMD is decreased on the nearby position at the center of flat plate, but SMD is increased on the far position. As the distance between nozzle tip and flat plate is increased, SMD is always decreased.

• 한국분무공학회지
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• 제5권1호
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• pp.5-12
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• 2000

The beneficial aspects of applying emulsion fuels to combustion systems may be due to the changes of fuel properties which lead to the enhanced atomization characteristics. The spray characteristics of water/oil emulsified fuel injected from the pressure-swirl(simplex) atomizer using for oil burner were investigated. Four different water contents from 10 to 40 % by volume at 10% increment were prepared by mixing with the different contents of surfactants. Total amount of surfactant used was varied from 1 to 3 % by volume. This study demonstrates the influence of water and surfactant contents of emulsified fuel, injection pressure on the spray characteristics, i.e. Sauter mean diameter(SMD) and spray angle. The drop size distribution of the emulsified fuel spray was measured with a Malvem particle sizer. In order to measure the spray angle, the digital image processing was employed by capturing multiple images of the spray with 3-CCD digital video camera. It was evident that the addition of water and surfactant changes fuel properties which are the key parameters influencing the atomization of the spray. The increase in surfactant content results in the decrease of SMD and the increase in spray angle. The droplets decease with increase in injection pressure, but the influence of injection pressure in this experimental condition was less important than expected. The more viscous fuel with the increase of water content exhibits the larger droplets in the centerline of the spray, and the less viscous fuel in the outer edges of the spray. The increase in axial position from the nozzle causes the spray angle to decrease. The spray angle decreases with increase in water content. This is due to increase in viscosity with increase in water content.

• 한국가스학회지
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• 제26권6호
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• pp.37-44
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• 2022

본 연구에서는 SN(Swirl Number)는 같지만 코어부와 스월러부의 질량유량비(m)가 다른 저선회 노즐 2종을 설계하여 상압 연소성능 시험을 수행하였다. 각 노즐에 대해 단열화염온도에 따른 연소성능 실험을 수행하였고 화염구조 특성, NOx 배출 특성, 연소진동 모드를 파악하였다. 화염구조가 크게 차이가 있었지만 CO 배츨 특성은 유사하였고 NOx 배출 특성도 화염구조보다는 연소진동과 더 큰 관련성이 있음을 보였다. 연료노즐의 위치를 변경하여 대류지연시간을 조절하면서 연소진동 및 NOx 배출 특성을 파악하였는데 대류지연시간이 연소진동 주기의 (3+4n)/4±1/4 (n=0,1,2,...) 영역에 들어올 때 진소진동이 강하게 나타나고 반대의 경우는 연소진동이 아주 약하게 발생함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.18-24
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• 1999

액체 램제트 연소기는 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소 등 일련의 과정에 따라 다수의 복잡한 현상들이 상호 밀접하게 관련되어 있으며, 이러한 반응 및 비반응 유동 특성을 파악하기 위해서 2차원 및 3차원 연소기 형상에 대해서 수치적 실험을 수행하였다 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 격자를 생성시켰다. 비반응 유동해석을 통해서 연소실내의 선회영역 유동특성은 2차원과 3차원이 크게 차이가 남을 알 수 있었다. 반응 유동 해석에서는 분무 모델의 적용 유무에 따라 연소 형태가 크게 변화하였다. 연료의 분사위치를 유입관의 위쪽에 준 경우와 아래쪽에 준 두 가지 경우를 비교하였으며, 유입관의 아래쪽에 연료의 분사위치를 준 경우가 연소의 안정화에 필요한 재순환 영역으로의 연료의 유입이 잘 되어 유입관 위쪽에 연료를 분사시키는 것보다 좋은 분사위치임을 알 수 있었다.