• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.451-464
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• 2014

본 연구에서는 HCCI엔진의 과급조건에서 EGR의 영향에 대하여 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 수치해석은 CHEMKIN-PRO에 있는 single-zone model을 사용하였고 연료로는 N-heptnae, Iso-octane 그리고 PRF50을 사용하였다. 사용된 연료의 화학반응 매커니즘과 열역학적 변수들은 Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL)의 모델을 사용하였다. 연소상의 변화는 열효율에 큰 영향을 미치게 되므로 이영향을 배제하기 위해 본 연구에서는 CA50을 $365^{\circ}CA$($5^{\circ}CA$ aTDC)로 일정하게 고정하였다. 연구결과 EGR의 영향으로 줄어든 산소의 영향에 의해 저온산화반응과 NTC, 고온산화반응이 모두 약화되고 열발생률이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 과급과 EGR을 함께 사용하게 되면 과급에 의해 증가한 산소량과 연료의 영향으로 인해 연소가 강화되어 저온산화반응, NTC, 고온산화반응이 강화되고 열 발생률이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. EGR만을 사용하는 경우 IMEP가 감소하는 경향을 나타내지만 과급과 EGR을 함께 사용하는 경우 과급의 영향으로 인해 IMEP가 크게 증가하여 낮은 압력상승률과 높은 출력을 함께 얻을 수 있는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.1005-1013
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• 2010

본 연구는 HCCI 엔진의 운전조건을 고려한 혼합연료의 감압비등 분무제어방법을 평가하기 위하여 수행하였다. 2상영역이 존재하는 혼합연료는 고비점성분의 증발촉진과 함께 연료분무의 급격한 증발을 유도할 수 있는 감압비등분무를 이용함으로써 저온 및 저밀도장에서 혼합기형성과정의 제어가 가능하다. HCCI 엔진은 이러한 분위기조건에서 연료를 조기분사하기 때문에 착화성이 높은 경유와 휘발성이 높은 가솔린성분으로 함유한 혼합연료의 감압비등현상을 이용함으로써 액체연료의 분열, 미립화와 같은 물리적 제어 및 착화연소에 의한 화학적 제어를 실현할 수 있다. 본 연구는 혼합연료의 성분과 몰분율을 주요변수로 설정하여 정적용기 내에 분사된 연료분무의 감압비등현상을 슐리렌 화상 및 Mie 산란광을 촬영한 후, 화상처리과정을 통하여 이루어졌다. 그 결과로 감압비등현상은 비교적 저온 및 저밀도장에서 분무구조가 크게 변화함을 알 수 있었으며, 조기 연료분사시기에서 감압비등분무를 이용한 혼합기형성을 제어함으로써 HCCI 연소에 적용이 가능할 것으로 분석하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권3호
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• pp.230-237
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• 2011

본 연구는 개량형 탄화로를 이용하여 제탄과정 중 탄화로 내 외벽체의 온도변화를 측정하고, 제탄된 목탄의 특성을 조사하였다. 공시탄화로의 탄화과정은 8일정도 소요되었다. 탄재탄화시 탄화로 내부온도는 $720^{\circ}C$ 정도 였고, 정련단계에 이르기까지 탄화로 내부온도는 점점 증가하여 정련단계에서는 $1,000^{\circ}C$ 이상의 고온에 달하였다. 연통부는 착화시 $90^{\circ}C$였고, 서서히 증가되어 정련단계에서는 $750^{\circ}C$까지 상승하였다. 이 때 탄화로 벽체의 온도변화는 제탄과정 중의 탄화로 내부의 온도변화 경과곡선과 비슷한 경향을 보여주었다. 제탄과정에서 나타난 탄화로 벽체의 최고 온도는 $500^{\circ}C$ 정도였다. 적외선 열화상카메라를 이용하여 제탄전 탄화로의 내.외벽체의 온도분포를 측정한 결과, 출탄 후 시간이 다소 경과되어도 상당한 양의 잠열이 탄화로 벽체와 천장에서 감지되었다. 출탄된 목탄의 고정탄소은 85.9~89.9%였다. 정련도는 1, 경도는 12, 발열량은 7,047~7,456 kcal/kg, pH는 9.0~9.9였다. 목탄의 수탄율은 13.8% 정도로 기존의 탄화로에 얻어진 수탄율 9.8~12.3%에 비해 1.5% 정도 향상되었다.

• 한국가스학회지
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• 제25권5호
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• pp.1-10
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• 2021

반도체 Photo Resist (PR) 자동화 장비는 여러 인화성 물질을 혼합하여 사용하며, 인화성 물질이 공정 중 누출되는 경우 다양한 사고로 이어질 수 있어 위험성 평가가 필요하다. 본 연구는 PR 자동화 장비에서 사용되는 Acetone, PGMEA의 누출 빈도와 이러한 누출이 화재 사고로 이어질 수 있는 빈도를 빈도분석 방법을 통해 분석하였으며, 현 설비의 추가적인 위험성 경감 조치의 필요성을 평가하였다. IOGP의 공정 누출 데이터와 점화 확률 데이터를 기반으로 누출 빈도 및 점화 확률을 도출하였으며, 이를 조합하여 실제 화재 사고의 빈도를 분석하였다. 반도체 PR 공정 중에 발생할 수 있는 물질 누출에 대한 빈도는 7.30E-03/year이며, 화재 사고는 물질이 누출되었을 때 인화점 이상의 상태로 존재하는 Acetone에 의해 발생할 수 있으며, 빈도는 1.24E-05/year의 수준으로 계산되었다. UK HSE에서 제시하는 자료에 따르면, 1.24E-05/year의 빈도로 발생하는 주요 사고에 대해서는 7명 이내의 사망자를 발생시킬 때 위험성 경감을 위한 추가 조치가 필요 없는 수준 "Broadly Acceptable" 이라고 정의하고 있어, 2인 1조로 운영되는 공정의 특성상 별도의 위험성 경감 조치가 요구되지 않는다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.182-193
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• 2022

연구목적: 바이오디젤의 위험성을 ASTM 시험규격에 의해 특정한 온도에서 열잔분측정과 발화점 및 폭발한계 측정을 통해 측정 평가함으로써 화학화재의 원인물질의 위험성을 확인하고, 보편적인 평가방법 도출 그리고 그에 따른 물질의 위험성 관련 데이터를 확보함으로써 화재원인 감식과 감정에 활용할 수 있을 것이고, 다른 화학물질에 위험성평가에 적용할 수 있을 것이다. 연구방법: 바이오디젤의 위험성을 측정하기 위해서 특정한 온도에서 얼마나 많은 가연성 액체를 발생하는가를 측정하는 가열잔분 측정법을 사용해서 측정해 보았다. 가열은 KS M 5000 : 2009 시험방법 4111을 적용해서 실험을 해보았다. 또한 발화점 측정은 ASTM E659-782005서 규정하는 방법으로, 에너지 공급방식은 정온법을 이용하여 측정하였다. 아울러 폭발한계 측정은 ASTM E 681-04 「Standard test method for concentration limits of flammability of chemicals(Vapors and gases)」 시험규격에 의해 실험을 진행하였다. 연구결과: 가열잔분법으로 가연성액체량의 확인결과 105±2℃에서 3시간 방치했을 때의 일반디젤의 가열잔분은 약 30%정도(휘발분 70%), 바이오디젤의 경우 약 4%정도로 측정되었다. 또한 가열온도 150±2℃, 3시간과 200±2℃ 1시간의 가열잔분의 값은 유사한 결과를 얻었고, 200℃이상에서는 흰색연기를 발생시켰다. 아울러 일반디젤, 20%의 바이오디젤 함유된 일반디젤, 그리고 100% 바이오디젤의 폭발(연소)한계를 실험적으로 확인해 본 결과 유사한 값을 얻었다. 따라서 인화위험성이 폭발위험성에 영향을 크게 미치지 못하는 경향을 확인하였다. 결론: 본 연구에서의 결과는 기존의 위험물안전관리법에서의 위험물 판정 기준에 대한 세부 내용의 실효성 및 신뢰성 그리고 재현성 확보를 목적으로 인화성 혼합물에 대한 실험적 연구를 통해서 혼합물에 대한 위험성 판단 기준을 제시하였고, 향후 소방현장에서 단속되는 인화성 액체 대한 판정 기준에 대한 참고적인 자료를 제공할 수 있을 것이다. 또한 본 연구로 시험방법별 실험에 대한 노하우를 축적한다면 위험물의 위험성 평가 연구에 있어 기초 자료이자 위험물 판정 관한 연구의 기반으로 활용될 수 있기를 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.154-160
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• 2020

본 연구에서는 화재시뮬레이션을 이용하여 전통재래시장 상가 간 내연성 구획 벽 설치에 따른 화재강도 분석을 실시하였다. 대구 서문시장 4지구 상가 일부분을 대상으로 모델링을 실시하였으며 섬유, 의류와 같은 가연물을 통로 인근에 배치하여 2016년 화재발생 당시와 유사한 조건으로 해석을 진행하였다. 최초발화지점은 4번째 상가 적치물에서 전기합선에 의해 발생한 것으로 가정하였다. 구획 벽이 없는 경우 최초발화지점에서 방사형태로 급속도로 화재가 전파되며, 600초 이후 30 ㎡의 상가를 전소시켰다. 상가간 구획 벽을 설정한 경우 화재저항으로 인해 화재의 확산을 구획지역내부로 한정시킬 수 있었다. 열발생율이 급격히 상승하기 시작하는 200초(X₁)에서 600초(X₂)까지 총 발생한 열에너지를 통해 두 해석조건의 화재강도를 예측하였다. 결과적으로 본 연구에서 설정한 발화지점 인근의 구획 벽 설정을 통하여 해석한 결과 약 11.12 MW(55.68 %)의 열에너지 발생을 지연시킴을 확인하였다. 추후 구획 벽의 배치 및 재연설비 설치에 따른 연기제어에 대한 추가 해석을 수행함으로서 전통재래시장에서의 종합적인 화재특성 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.743-752
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• 2013

본 논문은 대형 상용기관을 모사한 정적연소실에서 매립지 가스의 연소 특성에 대한 복수의 논문 중 두 번째로, 연소압력 측정을 기반으로 연소과정을 해석하였다. 해석 결과 연소에 유리한 조건일수록 두 개의 압력 정점이 존재하며, 이는 연소에 의한 열발생과 열전달에 의한 냉각효과의 상호 작용이며 두 정점의 크기는 미연가스 분율에 따라 달라진다. 또한 연소과정 중 열발생에는 4개의 주요 변곡점이 발생하고, 이는 점화위치로부터 화염전파에 따른 전열 면적 변화과정이 주원인이며 연소에 불리한 조건일수록 변곡점은 증가하고 열발생은 복잡한 형태를 지니는데, 이는 연소기간 연장이 주원인이다. 결론적으로 점화위치와 관련된 화염전파 과정 및 전열 면적의 변화과정 그리고 대형 연소실에 의한 연소기간 연장의 효과가 상호 복잡하게 작용하면서 매우 특이한 형태의 열발생 곡선이 생성된다.

• 에너지공학
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• 제11권3호
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• pp.276-282
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• 2002

본 논문에서는 압축공기를 작동매체로 한 저압용 vortex tube에 대한 에너지분리 과정을 상세히 연구하였다. 먼저 vortex tube에서 에너지 분리되어 나오는 온공기와 냉공기의 온도변화에 대하여 실험하였고, vortex tube의 안쪽표면의 최대벽면온도 변화와 vortex tube내의 온도분포를 통하여 vortex tube내 유동장에서의 정체점의 위치에 대한 유용한 정보를 얻게되었다. 이를 바탕으로 vortex tube의 최적 길이와 throttle의 형상, sleeve에 따른 에너지분리과정 등을 실험을 통하여 알아보았다. 또한 본 연구에서는 디젤기관의 배기에 적용하기 위한 외통을 사용하였다. 이때 vortex tube에서 나오는 은공기가 180$^{\circ}$돌아 나오면서 vortex tube의 바깥쪽 벽면을 가열하게 된다. 이러한 기하학적 형상을 통하여 에너지분리효과가 증대됨으로 인하여 디젤기관의 배기가스에 적용 시 고온유동의 온도를 높이고자함에 본 연구의 목적을 두고자한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.353-356
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• 2009

A pivotal mechanical balance of plant for 75kW class molten carbonate fuel cells comprise of a catalytic burner and an ejector which has been designed and tested in KEPRI(Korea Electric Power Research Institute). The catalytic burner, which oxidizes residual fuel in the anode tail gas, was operated at several conditions. Some problems arose due to local overheating or auto-ignition, which could limit the catalyst life. The catalytic burner was designed by considering both gas mixing and gas velocity. Test results showed that the temperature distribution is very uniform. In addition, an ejector is a fluid machinery to be utilized for mixing fluids, maintaining vacuum, and transporting them. The ejector is placed at mixing point between the anode off gas and the cathode off gas or the fresh air Several ejectors were designed and tested to form a suction on the fuel tail gas and balance the differential pressures between anode and cathode over a range of operating conditions. The tests showed that the design of the nozzle and throat played an important role in balancing the anode tail and cathode inlet gas pressures. The 75kW MCFC system built in our ejector and catalytic burner was successfully operated from Novembe, 2008 to April, 2009. It recorded the voltage of 104V at the current of 754A and reached the maximum generating power of 78.5kW DC. The results for both stand-alone and integration into another balance of plant are discussed.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.10-17
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• 2004

본 논문에서는 액체로켓엔진용 160 kW급 터보펌프의 터빈을 구동하고, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 연료 과잉 가스발생기의 설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 충돌형 F-O-F 분사기로 구성된 헤드부, 물냉각 채널 연소실, torch igniter, turbulence ring 그리고 측정 링을 갖는 가스발생기에 대해 기술하였고, 설계점에서의 연소시험 및 turbulence ring 장착여부. 연소실 길이 변화에 따른 연소시험의 결과들에 대해 기술하였다. 연소시험 결과 가스발생기는 설계점에서 안정된 작동성을 보여주었고. 연소압력 및 온도 등의 성능은 예측치에 근접하는 결과였다. Turbulence ring은 출구에서의 가스온도를 균일하게 분포시켜 효과적인 혼합 장치임을 보여 주었고, 4∼6msec 정도에서의 연소가스 잔류시간은 연소효율에 큰 영향을 주지 않았다. 가스발생기 출구에서의 온도는 공급되는 추진제의 O/F ratio에 따라 매우 민감하게 변화하였다.