• 제목/요약/키워드: High Pressure Combustion Performance

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연소기 노즐에서의 열전달 특성 연구 (Study on Heat Transfer Characteristic in Combustor Nozzle)

  • 남궁혁준;김화중;한풍규;이경훈;김영수;정해승;이상연
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.34-40
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    • 2006
  • 연소기 노즐은 고온 고압의 연소가스를 화학에너지에서 운동에너지로 변환시켜 추력을 발생시킨다. 따라서 노즐 내부 벽면은 고온 고압의 연소가스에 노출되며, 특히 노즐 목에서는 최대 열하중을 받는 구간으로서 열구조적으로 안정성을 확보한 냉각 시스템 설계가 이루어져야 한다. 본 연소기 노즐은 수냉 방식으로서 열전달 효율을 높이기 위해 냉각 채널 구조로 되어 있다. 본 연구에서는 연소기 노즐을 위한 냉각 채널 구조의 기본 설계안에 대해 유동 해석을 수행하고 공급 압력 및 유량 변화에 따른 입/출구 사이의 압력 강하량을 예측하여 초기 형상안에 대한 압력 손실 및 설계 유량 공급을 위한 압력 조건에 대해서 평가하고자 하였다. 최종 선정안에 대해서는 내부 열전달 및 유동장 해석을 수행하여 흐름 및 열구조 안정성을 평가하였다.

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피스톤 오일 냉각 유로의 성능 검증을 위한 리그 시험기 개발 (Rig Tester Development for the Performance Validation of a Piston Oil Cooling Gallery)

  • 전상명;이정근;주대헌;류관호;하대홍
    • Tribology and Lubricants
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    • 제25권6호
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    • pp.387-398
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    • 2009
  • The operation condition of recently designed pistons for high power and high speed diesel engine become more severe due to the increment of combustion pressure and temperature. So, in order to overcome high temperature, the application of the mono-metal cast aluminum alloy piston featuring an enclosed cast-in open cooling gallery has increased. In this research, it is developed a PCJ (piston cooling jet) rig tester, described the test procedure and validated the performance of sample piston cooling gallery design. Then the test rig will be used for developing the design technology of piston cooling gallery. The test rig is composed with oil reservoir and pumping system, oil jet system, piston fixing and moving system, collecting oil measuring system, and data measuring and recording system. It will be measured collecting efficiencies under conditions of a few piston positions, oil jet pressures and oil viscosities for a piston cooling gallery. Furthermore, the PCJ rig tester will be used for the optimum design of the oil cooling gallery which being applied to increase the cooling efficiency of pistons in diesel engines satisfying the EURO V emission regulation and the more.

3-화학종 대체 혼합물을 이용한 케로신의 열역학적·전달 상태량 예측 (Estimation of Thermodynamic/Transport Properties of Kerosene using a 3-Species Surrogate Mixture)

  • 조미옥;김성구;최환석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권11호
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    • pp.874-882
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    • 2013
  • 한국형발사체(KSLV-II) 각 단 엔진의 연료로 사용되는 케로신(Jet A-1)은 추력실 재생냉각 및 연료 막냉각 과정에서 냉각유체로도 기능하게 된다. 본 연구에서는 Jet A-1의 열물리적 특성을 재현하기 위한 대체 혼합물 모델을 선정하고, SUPERTRAPP(NIST SRD4)을 이용하여 초임계압 영역을 포함하는 고압 영역에서 모델 연료의 열역학적 전달 상태량을 예측하였다. 측정값과의 비교 결과 액체로켓 엔진 추력실의 복합 열전달 해석 수행 시 Jet A-1 상태량을 추출하기 위한 데이터베이스로 활용 가능한 것으로 판단되며, 향후 연소 시험 결과와의 비교를 통하여 케로신 대체 모델의 상태량 정보를 이용한 재생냉각 추력실의 연소 냉각 성능 통합 해석 결과를 지속적으로 검증해 나갈 계획이다.

전기차용 7kW급 고전압 히터 유로 형상 설계를 위한 열유동 시뮬레이션 (Thermo-Fluid Simulation for Flow Channel Design of 7kW High-Voltage Heater for Electric Vehicles)

  • 손권중
    • 한국융합학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.191-196
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    • 2022
  • 내연기관 자동차 히터는 연소과정 중에 발생하는 엔진 열을 이용하므로 열원이 추가로 필요치 않지만, 배터리로부터 동력원을 얻는 전기자동차용 히터는 별도의 전열 장치가 요구된다. 지금까지 개발된 전기차용 히터 중에서 냉매를 이용하는 고전압 히터는 효율이 높고 작동 온도 범위가 넓은 장점이 있다. 고전압 히터 내부의 냉각수 유로의 형상은 열교환 성능을 크게 좌우하므로 히터 개발 시 유로 설계는 기술적으로 매우 중요하다. 본 논문에서는 대칭형 서펜타인 유로를 갖는 7kW급 고전압 히터의 유로 형상 설계를 위해 고전압 열유동 시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과로부터 입출구간 차압과 차온 및 유로에서의 유동 균일도를 계산하여 히터의 성능을 평가하였다. 도출된 대칭형 서펜타인 유로 설계안은 기존 평행 서펜타인 비해 차압은 높지만, 열교환 성능은 비등하며 저온부가 비교적 넓게 존재하여 제어 회로의 설치 공간으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

이론성능해석에 의한 메탄/산소 이원추진제 소형로켓엔진의 예비형상설계 (A Preliminary Configuration Design of Methane/Oxygen Bipropellant Small-Rocket-Engine through Theoretical Performance Analysis)

  • 배성훈;정훈;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.47-53
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    • 2015
  • 이론성능해석을 통하여 메탄/산소 이원추진제 소형로켓엔진의 형상설계에 필요한 설계인자들을 도출하였다. 로켓엔진의 이론성능 분석을 위해 CEA를 이용하였고, 추력실 내부의 화학반응을 화학평형 상태로 가정하여 엔진의 형상설계에 필요한 최적의 추진제 혼합비, 특성길이, 최적 팽창비 등을 도출하였다. 인젝터의 경우, 미립화 성능이 우수하고, 다른 인젝터 형상에 비해 연소효율이 높은 스월 동축 인젝터를 설계하였다. 노즐형상은 80%의 길이를 갖는 벨형 노즐을 설계하였고, 추력실 내부압력 1.72 MPa, 총 추진제 질량유량 0.18 kg/s, O/F ratio 2.7일 때의 지상연소시험용 로켓엔진의 형상설계 결과를 제시한다.

CONTAMINANT LEACHABILITY FROM UTILIZED WASTES IN GEOSYSTEMS

  • Inyang Hilary I.
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2005년도 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL & GROUNDWATER ENVIRONMENT
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    • pp.5-21
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    • 2005
  • Urbanization rates of population range from about 1% in the developed countries to about 4% in developing countries. For a global population that may reach 10 billion within the next 40 years, pressure has arisen for an increase in the large-scale use of wastes and byproducts in construction. Ironically, most of the wastes that need to be recycled are generated in large cities where the need for constructed facilities to serve large population is high. Waste and recycled materials (WRM) that are used in construction are required to satisfy material strength, durability and contaminant teachability requirements. These materials exhibit a wide variety of characteristics owing to the diversity of industrial processes through which they are produced. Several laboratory-based investigations have been conducted to assess the pollution potential and load bearing capacity of materials such as petroleum-contaminated soils, coal combustion ash, flue-gas desulphurization gypsum and foundry sand. For full-scale systems, although environmental pollution potential and structural integrity of constructed facilities that incorporate WRM are interrelated, comprehensive schemes have not been developed for integrated assessment of the relevant field-scale performance factors. In this presentation, a framework for such an assessment is proposed and presented in the form of a flowchart. The proposed scheme enables economic, environmental, worker safety and engineering factors to be addressed in a number of sequential steps. Quantitative methods and test protocols that have been developed can be incorporated into the proposed scheme for assessing the feasibility of using WRM as partial or full substitutes for earthen highway materials in the field.

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위성추력기에서 촉매유실에 따른 암모니아 해리도 변화에 대한 연구 (Investigation on the Change of Ammonia Dissociation for Satellite Thruster According to the Catalyst Loss)

  • 황창환;이성남;백승욱;김수겸;유명종
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.218-222
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    • 2011
  • 이리듐 촉매의 국산화 개발과정에서 고온/고압으로 인한 촉매파손, 유실, 소결현상 등이 관찰되었고, 이렇게 손상된 촉매대로 인하여 추력기의 성능이 저하된다고 보고되었다. 이에 본 논문의 연구에서는 촉매대를 1차원 다공질성 매질로 가정, 모델링하여 수치해석코드를 개발하였다. 개발된 수치해석코드는 실험데이터와 비교하여 검증하였으며, 촉매유실에 의해 변하게 되는 촉매대의 공극률을 변화시켜 다양한 경우의 촉매유실을 가정하여 해석을 수행하였다. 이를 통하여 촉매유실이 하이드라진과 암모니아의 분해반응에 끼치는 영향을 연구하였다.

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Spray characteristics of misaligned impinging injectors

  • Subedi, Bimal;Son, Min;Kim, Woojin;Choi, Jangsu;Koo, Jaye
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권10호
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    • pp.1257-1262
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    • 2014
  • The variances of atomization characteristics with the misalignment of injectors defined as the fraction of skewness for various angles of impingement and pressure conditions were studied using the doublet impinging injectors with a like-on-like arrangement. Water was used as simulant and the spray characteristics along with the changes in the skewness were analyzed using the methods of spray image photography. Experiment was carried for the impinging nozzles of orifice diameter of 1.2 mm within Reynolds numbers ranging from $9{\times}10^3-4.5{\times}10^4$ and the fraction of skewness considered for the experiment ranges from 0.0 to 0.9 at ambient temperature condition. Flat sheet with a distinct rim produced perpendicular to the plane of impinging jets goes ondisappear and sheet appears comparatively shorterwith the increase in fraction of skewness resulting the atomization of fluid droplet very close to impingement point with decrease in breakup length and increase in spray angle up to certain extent. The maximum allowable skewness was found as the result. The skewness up to the certain extent can be considered as the parameter to control the atomization characteristics of simulant inside the combustion chamberproviding the high economic performance of fuel and time.

커먼레일 디젤기관에서 분사전략에 따른 성능 및 배출가스에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Performance and Emission by CRDI Engine's Injection Strategy)

  • 엄동섭;고동균;나완용;이성욱
    • 한국분무공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.134-139
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    • 2011
  • Recent research has focused on engine combustion technology as well as application of after-treatment in order to comply with emission regulation. However, it is much more efficient way to control emissions from engine itself and furthermore research on engine control will provide the direction of after-treatment technology in future. Furthermore, emission standard regulation for passenger diesel vehicles has been stringent compared to others and nano-particles will be included in EURO6 regulation in Europe and similar emission standard will be introduced in Korea. A 3.0 liter high speed diesel engine equipped with by CRDI system of 160MPa injection pressure, and an intake/exhaust system of V type 6 cylinder turbo-intercooler was applied. The injection duration and injection quantity, pilot injection types which are related to CRDI and air/fuel ratio control applied by EVGT were changed simultaneously. Standard experiment procedure constituted dilution apparatus and CPC system to collect nano-particles and these test results were compared with regulated materials of CO, HC, NOx and investigated their relations and characteristics of nano-particles.

폴리설폰 중공사막을 이용한 연소 배기가스 중 이산화탄소 분리에 관한 연구 (Study on the Separation of CO2 from Flue Gas Using Polysulfone Hollow Fiber Membrane)

  • 김성천;전정현;전영남
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.147-152
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    • 2014
  • 본 연구에서는 폴리설폰 중공사막을 이용하여 화석연료 연소에서 배출되는 온실가스 중 $CO_2$의 회수에 관한 연구를 실시하였다. 고농도의 $CO_2$를 회수하기 위한 막분리 공정에 대한 선행연구이다. 혼합가스 분리거동 관찰을 위하여 이산화탄소가 10% 함유된 배기가스를 사용하였다. 압력, 온도, 주입가스 조성, 다단 막 변화를 주어 스테이지 컷에 따른 분리 성능을 조사하였다. 압력과 온도가 증가 할수록 투과측에 $CO_2$ 농도와 회수율이 증가하였다. 주입 가스 조성 변화 시 $CO_2$의 함량이 높을 경우 회수율 및 분리 효율이 높아졌다. 3단 분리막 시스템을 이용시 $CO_2$ 농도 95% 이상, 회수율 90% 이상 보였으며 1단 분리막 보다 분리율이 향상되었다.