• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권7호
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• pp.1123-1130
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• 2004

Numerical simulations have been carried out to investigate the effect of nozzle hole geometry on the combustion characteristics of the large diesel engine. 6S90MC-C. Spray and combustion phenomena were examined numerically using FIRE code. Wane breakup and Zeldovich models were adopted to describe the atomization characteristics and NOx formation processes. Predictions on the cylinder peak pressure and NOx emission were first verified with the experimental data to confirm the reliability of numerical calculations. The comparison results showed good agreements within the range of 0.64% and 4.6% respectively. Finally, the effects of fuel spray angle and diameter on the engine performance were investigated numerically to find the optimum nozzle hole geometry considering fuel consumption, NOx emission and heat flux of the combustion chamber wall. It was concluded that the combustion gas recirculation in cylinder by changing fuel injection direction is an effective method to reduce NOx emission by about 10% with increasing fuel oil consumption, 1.4% in a large diesel engine.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.22-27
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• 2018

등유-산소 동축류 확산화염 버너에서 연료의 유량, 버너 외축에 공급되는 산화제의 온도, 불활성가스로 희석된 산화제의 특성이 화염 길이 변화 특성에 미치는 영향을 고찰해 보았다. 각 실험 조건에서 생성된 동축류 확산 화염은 쉴리렌 카메라를 이용하여 촬영한 뒤 디지털 이미징 프로세싱 기법을 적용하여 그 길이를 측정하였다. 실험결과를 통해 측정된 화염길이는 등유 연료의 유량과 산화제의 온도에 비례하여 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 아울러, 산화제에 첨가되는 불활성가스의 희석량이 증가할수록 화염 길이는 증가하는 하였고, 특히 동일한 산소 농도에서 질소가스로 희석된 경우가 헬륨가스로 희석된 경우에 비해 화염길이가 큰 폭으로 증가하였다. 이는 유체의 점성 저항에 영향을 미치는 불활성가스의 희석이 화염 길이 변화에 영향을 미치는 주요 메카니즘이기 때문으로 판단된다.

• 연구논문집
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• 통권29호
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• pp.29-38
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• 1999

In comparison with gasoline engine, LPG direct injection engine has some advantages not only in emission and fuel efficiency but also in prevention of power decrease and back fire etc. which are disadvantages of conventional LPG engine. In this study, comparision tests of the incylinder spray and combustion characteristics between of LPG and gasoline fuels were performed in the RCEM as a basic research for the development of future LPG engine with low emission and high fuel efficiency During the direct injection of LPG fuel and gasoline into the inside of RCEM, spray development characteristics according to the injection condition have been photographed by the high speed shadow graph methods. The conditions for the optimum mixture distribution of LPG and gasoline fuels are achievable at the selected ignition timing, respectively.

• 한국가스학회지
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• 제18권5호
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• pp.47-51
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• 2014

이 논문은 자동차 흡배기 장치, 발전기 튜닝 및 배기 측 인화성 물질 유입에 관련된 화재에 대한 사례를 분석하고 연구하는 것이다. 첫 번째 사례는, 흡기와 배기 장치의 튜닝한 상태에서 자동차의 시동을 켜 놓고 정차된 상태에서 가연성 스티로폼이 자동차 하체로 유입되고, 배기 열에 의해 불이 붙었고, 이 열원에 누설된 연료가 화재를 확대시킨 것으로 확인되었다. 두 번째 사례는 실내의 오디오 시스템을 튜닝하고 필요한 전기의 양을 증대하기 위해 발전기 용량을 높임으로써 발전기와 연결된 배선이 과열되어 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 세 번째 사례의 원인은 정비사가 오일을 교환한 다음 플라스틱 용기로 된 깔때기를 엔진 내부에 둔 것이 엔진의 배기열에 의해 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 따라서, 엔진의 흡배기 시스템과 발전기 시스템을 개조하지 않도록 하여야 하며, 자동차를 수리할 때나 점검할 때 배기측에 이물질이 유입되어 화재가 발생하지 않도록 자동차의 관리에 세심한 주의를 하여야 한다.

• 한국가스학회지
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• 제9권4호
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• pp.50-56
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• 2005

LPG는 가정용 및 자동차용 연료로 우리 생활 주변에 많이 사용되고 있는 가연성 기체이다. LPG의 생산 공정의 개선 등을 조정하고 연료로서의 특성을 개선하기 위한 LPG성분 조정에 대한 연구들이 일부 진행되고 있다. 이러한 특성을 개선하기 위한 방법의 하나로 LPG의 가스들을 혼합하는 방법이 고려되고 있다. LPG는 가장용으로 주로 사용되는 프로판과 자동차용으로 사용되는 부탄이 대부분이지만 프로필렌과 부틸렌도 LPG의 한 종류이다. 본 연구에서는 프로판과 부탄에 프로필렌을 혼합할 경우 폭발특성과 연소 배기가스의 성분변화 등을 측정하여 프로판과 부탄에 프로필렌이 혼합될 경우 특성치의 변화를 살펴보고자 하였다. 실험결과 불포화 탄화수소인 프로필렌이 혼합될 경우 폭발압력 및 압력상승속도가 증가할 수 있고 프로필렌 혼합비가 클 경우 연소가스 중에 CO가스의 발생량이 증가할 가능성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.445-452
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• 2015

A tubular packed bed reactor for the steam-$CO_2$ combined reforming of natural gas to produce the synthesis gas of a target $H_2/CO$ ratio 2.0 was simulated. The effects of the reactor dimension, the feed gas composition, and the gas feeding temperature upon the possibility of coke formation across the catalyst bed were investigated. For this purpose, 2-dimensional heterogeneous reactor model was used to determine the local gas concentrations and temperatures over the catalyst bed. The thermodynamic potential distribution of coke formation was determined by comparing the extent of reaction with the equilibrium constant given by the reaction, $CH_4+2CO{\Leftrightarrow}3C+2H_2O$. The simulation showed that catalysts packed in the central region nearer the entrance of the reactor were more prone to coking because of the regional characteristics of lower temperature, lower concentration of $H_2O$, and higher concentration of CO. With the higher feeding temperature, the feed gas composition of the increased $H_2O$ and correspondingly decreased $CO_2$, or the decrease in the reactor diameter, the volume fraction of the catalyst bed subsequent to coking could be diminished. Throughout the simulation, reactor dimension and reaction condition for coking-free operation were suggested.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권6호
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• pp.711-721
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• 2005

In order to design of emergency ventilation systems, the smoke movements in tunnel fire with natural and forced ventilation were investigated. Reduced-scale experiments were carried out under the Froude scaling with novel fire source consisting many wicks. Temperature profiles were measured under the ceiling and vertical direction along the center of the tunnel and poisonous gases were measured at emergency exit point in the natural ventilation case. In forced ventilation, temperature profiles were measured with various flow rate to obtain critical velocity. The results showed that the interval of emergency exit having 225m was estimated reasonably through the measurements of temperature variation and poisonous gas in the natural ventilation. In the case of forced ventilation, the temperature distribution near fire source is remarkably different from that of natural ventilation. Also, the critical velocity to prevent upstream smoke flow has the range of 0.57m/s between 0.64m/s. Finally, it was also identified that although the increase of flow rate can suppress the backward flow of smoke to upstream direction, brings about the increase of flame intensity near stoichiometric fuel/air ratio.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.946-952
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• 2013

선박의 Ro-Ro 구역이나 특별범주구역의 화재방호를 위해 설치하는 고정식 수계소화설비의 개발 및 실용화를 위해, 특히 방수량이 적으며 관련기준에서 요구하는 성능요건을 만족하는 미분무 노즐을 개발하고자 실물화재실험을 수행하였다. 본 설비의 화재시나리오는 크게 두 가지로 트럭화물화재와 승용차화재로 구분되며, 각각 고정 설치된 미분무 노즐과 화원과의 세 가지 위치에 대한 시나리오로 이루어져 있다. 모든 화재실험은 30분간 진행되었으며 천장부의 가스온도와 우드펠릿의 손상율, 타깃합판의 착화여부로 판단되었다. 본 논문은 두 가지 화재실험 중 조건이 더욱 까다로운 트럭화재용 미분무 노즐의 결과를 위주로 방수압력과 방수량, 미분무수의 유동특성에 따른 화재실험결과와 화재진압특성을 고찰하였으며, 수십 회의 반복실험 결과 분당 약 40 L의 유량을 가지는 저압 미분무 노즐로 Ro-Ro구역의 화재진압이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제20권1호
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• pp.62-67
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• 2016

가장 깨끗한 화석연료 가운데 하나인 천연가스는 장거리 수송 시 부피를 줄이기 위해 액화된다. 그 중 소형 해양 천연가스 액화 플랜트는 면적이 작기 때문에 안전문제가 크게 대두된다. 하지만, 기존에 쓰이는 DMR (Dual Mixed Refrigerants) 공정은 가연성 냉매를 사용함으로써 화재의 위험이 있으며, N2 Expander 공정은 안전하지만 압축 에너지 효율이 낮다는 문제점이 있다. 따라서 안전하면서도 압축 에너지 효율 또한 높은 공정의 개발이 지속적으로 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 DMR 공정에 비가연성 냉매인 Hydrofluorocarbon을 사용하여 안전성을 높임으로써 기존 공정들에 대한 대안을 제시하였다. 그 결과, 화재위험이 있는 DMR 공정보다 34.8% 낮은 압축에너지 효율을 보였으나, Single N2 Expander 공정보다 42.6% 향상된 압축 에너지 효율을 나타내었다. 결론적으로 이 연구에서는 안전하면서도 높은 에너지 효율을 내는 소형 해양 천연가스 액화 플랜트 공정을 설계하였다.

• 한국가스학회지
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• 제7권3호
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• pp.44-50
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• 2003

연료농도에 따른 대향류 화염구조의 변화를 조사하고 수치법을 검증하기 위해, 축대칭 메탄-공기 대향류화염을 모사하였다. 변형률 $a_g=20,\;60,\;90\;s^{-1}$과 연료 중 메탄의 몰분율 $x_m=20,\;50,\;80\%$를 수치매개변수로 하여, 변형율과 연료농도에 따라 온도분포, 닥트 중심축의 온도분포와 축방향 속도의 분포를 계산하였다. 축대칭 모사는 혼합분율 연소모델을 채용한 FDS로 수행하였고, 계산결과를 구체적 화학반응을 포함한 1차원 화염코드 OPPDIF의 계산결과와 비교하였다. 본 연구에서 조사한 모든 변형율과 연료농도에서 축대칭 모사의 온도 및 축방향 속도 분포가 1차원 계산결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 연료농도가 증가하면 화염의 두께와 최고온도가 증가하고 반경이 감소함을 알 수 있었다.