• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1556-1571
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• 1993

본 연구에서는 소규모 실험장치(6.6kW)를 이용하여 $NO_x$ 저감방법 중에 가장 효율적인 방법이라 알려진 공기 및 연료의 단계적 연소법 (air and fuel staged combustion)을 이용하여, Fuel-N을 함유하고 있는 연료의 $NO_x$ 의 배출특성을 규명함 은 물론 최적 저 $NO_x$ 연소기술 향상방안을 제시하고자 한다.

• 한국연소학회지
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• 제17권4호
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• pp.5-10
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• 2012

The reformer system is a chemical device that drives the conversion of hydrocarbon to hydrogen rich gas under high temperature environment($600-1,000^{\circ}C$). Generally, NG(Natural Gas) or AOG(Anode Off Gas) is used as fuel of fuel cell reformer combustion system. The experimental study to analyze the combustion characteristics of a premixed ceramic burner used for 0.5-1.0 kW fuel cell reformer was performed. Ceramic burner experiments using NG and AOG were carried out to investigate the flame stability characteristics by heating capacity, equivalence ratio and different fuels respectively. The results show that surface flames can be classified into green, red, blue and lift-off flames as the equivalence ratio of methane-air mixture decreases. And the stable flames can be established using NG and AOG as reformer fuel in the perforated ceramic burner. In particular, the blue flame is found to be stable at a lean equivalence ratio under different mixture conditions of NG and AOG for the 0.5 to 1.0 kW fuel cell system power range. NOx emission is under 60 ppm between 0.70 to 0.78 of equivalence ratio and CO emission is under 50 ppm between 0.70 to 0.84 of equivalence ratio.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.341-345
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• 2005

본 논문은 액체로켓엔진용의 약 1.5MW급 터빈을 구동할 수 있고, 액체산소와 케로신을 추진제로 하는 연료과잉 영역에서 작동하는 실물형 가스발생기의 고압연소특성에 대한 것이다. 실물형 가스발생기 개발과정의 개략적인 과정, 연소시험 결과 분석에 따른 혼합비와 온도관계식, 연소가스의 물성치인 분자량 및 비열비 등에 대한 내용을 기술하였다. 혼합비에 따른 온도관계식을 고압에서 새롭게 얻을 수 있었으며 연소가스의 분자량 및 비열비를 수정하고 유량관계식을 통해 이들의 타당성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.64-70
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• 2005

본 논문에서는 충돌형 분사기를 장착한 연료 과잉 가스발생기에서 수행한 설계점 및 탈설계점 연소시험의 전반적인 결과에 대하여 논하였다. 가스발생기는 충돌형 분사기와 추진제 공급 메니폴드로 구성된 분사기 헤드, 물냉각 채널을 가진 연소실, 혼합을 증가시키는 turbulence ring, 온도 및 압력을 측정하는 링, 그리고 노즐로 구성되었다. 여러 운영조건에서 연소시험은 성공적이었으며 가스발생기 손상은 발생하지 않았다. 체류시간 4～6msec 정도에는 출구온도변화가 거의 없었지만 압력변동에 따라 출구온도는 변하였다. 측정되는 압력, 유량 그리고 노즐목 크기로 계산한 연소효율는 출구에서 측정한 온도의 제곱근에 비례하는 관계식을 저 혼합비 가스발생기에서도 갖고 있었다. 가스발생기의 O/F 비 변화에 가장 민감하게 출구온도가 변화하였으며 이에 대한 관계식을 도출하여 향후 설계 기초 자료로 활용되게 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권10호
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• pp.637-644
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• 2016

본 연구의 목적은 석탄 입자 연소 시 공기 다단 연소 적용에 따른 UBC(Unburned Carbon) 및 질소 산화물(NOx) 배출 특성을 분석하는 것이다. 이를 위해 공기 다단 연소가 가능한 2단 하향 분류층 반응기(Two Staged Drop Tube Furnace, Two Staged DTF)를 설계 및 제작하였다. 아역청탄(Tanito)의 단일 및 다단 연소 실험을 진행하여 UBC 및 NOx 배출 특성을 분석하였다. 그 결과, 단일 연소 조건에서 온도 및 공기비가 증가함에 따라서 UBC 함량이 감소했지만 NOx의 농도는 증가했다. 특히 과농 연료 연소 영역에서 NOx 저감 반응이 일어났으며, 이때 반응 온도가 증가할수록 NOx 저감 반응이 활성화 될 뿐아니라 UBC는 감소되었다. 공기 다단 연소 실험의 경우 석탄 입자의 UBC 증가량에 비해 높은 NOx 저감 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권9호
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• pp.1317-1324
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• 1998

In general, DI gasoline engine has the advantages of higher power output, higher thermal efficiency, higher EGR tolerance and lower emissions due to the operation characteristics of increased volumetric efficiency, compression ratio and ultra-lean combustion scheme. In order to apply the concept of stratified charge into direct injection gasoline engine, some kinds of methodologies have been adapted in various papers. In this study, a reflector was adapted around the injector nozzle to apply the concept of stratified charge combustion which leads the air-fuel mixture to be rich near spark plug. Therefore, the mixture near the spark plug is locally rich to ignite while the lean mixture is wholly introduced into the combustion chamber. The characteristics of combustion is analyzed with the variations of fuel injection pressure and load in a stratified -charge direct injection single cylinder gasoline engine. The obtained results are summarized as follows ; 1. The MBT spark timing approached to TDC with the increase of load on account of the increase of evaporation energy, but has little relation with fuel injection pressure. 2. The stratification effects are apparent with the increase of injection pressure. It is considered by the development of secondary diffusive combustion and the increase of heat release of same region, but proceed rapidly than diesel engine. Especially, in the case of high pressure injection (l70bar) and high load (3.0kgf m), the diffusive combustion parts are developed excessively and results in the decrease of peak pressure than in the case of middle load. 3. The index of engine stability, COVimep value, is drastically decreased with the increase of load. 4. To get better performance of DI gasoline engine development, staged optimizaion must be needed such as injection pressure, reflector, intake swirl, injection timing, chamber shape, ignition system and so on. In this study, the I50bar injection pressure is appeared as the optimum.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.133-136
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• 2008

본 연구는 추진제를 공급하는 터보펌프와 연계한 연료 과농 가스발생기의 연소 특성에 관한 것이다. 총 5회의 연소시험이 안정적으로 실시되었다. 가스발생기의 압력 형성은 터보펌프로부터 추진제 공급유량에 따라 연동하였다. 터보펌프를 가스발생기 가스로 직접 구동하는 폐회로 시험에서도 안정적인 작동 성능을 보여주었다. 연소 가스의 온도 형성은 이전 시험 결과와 비슷한 양상을 보였다. 실제 작동 연소 압력 변경을 위해 장착한 오리피스는 압력 섭동 저감에 효과적이었으나 45 bar 이하의 저압에서는 단품 시험 시와 동일한 압력 섭동 특성을 보여주었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.7-12
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• 2003

Mixture formation in the cylinder of a lean bum engine has been observed by Laser Induced Fluorescence technique. XeCl laser (308nm) was used to produce a laser sheet. 3-pentanone has been added to iso-octane fuel to produce fluorescence, the intensity of which is proportional to the concentration of the fuel. The laser sheet was introduced through the piston window and the fuel distribution in the vertical plane was observed through a side window. Comparison has been made for the cases of selected fuel injection timing as 0, 360, 405, and 450 CA. For the case of 0 and 360 CA injection, uniform fuel distribution in the combustion chamber has been obtained at the ignition time which is favorable for the high load mode. And the late injection cases, 405 and 450 CA, revealed the stratified formation of rich mixture around the spark plug. That extends the lean misfire limit and reduces cyclic variation in the low load mode.

• 한국연소학회지
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• 제15권4호
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• pp.9-14
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• 2010

Numerical simulations of freely propagating fuel-rich $CH_4/CH_3Cl$ premixed flames were performed at atmospheric pressure in order to understand the effect of the oxygen enrichment on the production of PAH. A chemical kinetic mechanism was used, which involved 157 gas-phase species and 1693 forward reactions. The calculated flame speeds were compared with the experiments for the flames established on the equivalence ratios of 1~1.6, the results of which were in good agreement. As the level of oxygen enrichment was increased, the concentrations of one or four ring aromatic hydrocarbons were decreased. This might cause the fact that the contribution of PAH species to soot was weakened.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.91-96
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• 2004

액체로켓 엔진에 사용되는 가스발생기를 최적설계 하였다. 추진제는 RP-1/LOx 이고, open cycle터보펌프 시스템을 사용하였으며, 가스발생기는 농후 (fuel-rich) 연소를 적용하였다. 최적설계의 목적함수는 주연소설의 비추력의 최대화이고 설계 제한조건은 가스발생기 연소 실온도와 터빈-펌프의 출력일치이다. 가스 발생기의 설계에 사용된 설계변수는 가스발생기 유량, O/F비, 터빈 노즐 입구 각, 부분분사비, 그리고 터빈 원주속도이며 이들을 이용하여 가스발생기의 열역학적 성능을 계산하였다. 그리고 설계 제한조건을 만족하면서 목적함수를 최대화 할 수 있는 가스발생기의 크기와 성능조건을 확인하였다. 설계된 가스발생기 기본형상은 연소시험에 적용된 후 최종적으로 결정된다.