Under part load condition of spark-ignition engine, pumping loss had great effect on engine efficiency. To reduce pumping loss, the study designed spark-ignited engines to make direct spray of gasoline to combustion chamber. In spark-ignited direct-injection engines, ignition probability is important for successful combustion and flame propagation characteristics are also different from pre-mixed combustion. This study designed a visualization testing device to study ignition probability of spark-ignited direct-injection LPG fuel and combustion flame characteristics. This visualization device consists of combustion chamber, fuel supply system, air supply system, electronic control system and data acquisition system. Ambient pressure, ambient temperature and ambient air flow velocity are important parameters on ignition probability of LPG-air mixture and flame propagation characteristics, and the study also found that sprayed LPG fuel can be directly ignited by spark-plug under proper ambient conditions. To all successful cases of ignition, the study recorded flame propagation image in digital method through ICCD camera and its flame propagation characteristics were analyzed.
For the SI engines, at only full load, the pumping loss has a negligible effect, while at part load conditions, the pumping loss increases. To avoid the pumping loss, the spark-ignited engines are designed to inject gasoline directly into the combustion chamber. In the spark-ignited direct-injection engines, ignition probability is important for successful combustion and the flame propagation characteristics are also different from that of pre-mixed combustion. In this paper, a visualization experiment system is designed to study the ignition probability and combustion flame characteristics of spark-ignited direct-injection CNG fuel. The visualization system is composed of a combustion chamber, fuel supply system, air supply system, electronic control system and data acquisition system. It is found that ambient pressure, ambient temperature and ambient air flow velocity are important parameters which affect the ignition probability of CNG-air mixture and flame propagation characteristics and the injected CNG fuel can be ignited directly by a spark-plug under proper ambient conditions. For all cases of successful ignition, the flame propagation images were digitally recorded with an intensified CCD camera and the flame propagation characteristics were analyzed.
The effect of turbulence and ignition energy on flame kernel growth in mathanol-air mixtures has been studied in a constant volume vessel. Experiments were made under different turbulent intensity conditions, ignition energy and over a range of equivalence ratio. Characteristics of turbulent flow were grasped by measurments of gas pressure and visualization of flame propagation. Flow velocity was measured by use of hot wire anemometer. A comparison of the effect of turbulence on ignition probability and flame kernel volume variation ratio is also presented.
Probability of ignition due to arc-fault and energy of the arc-fault for the case of applying serial arc-fault interruption time of 120 V defined in UL 1699 to the voltage of 220 V of domestic condition and also for the case of applying it to the HIV wire type are analyzed. It has been confirmed that when the arc-fault occurs under 5 A, 10 A, and 20 A. Probability of ignition for the three different current conditions is 0.74(74%), 0.48(48%), and 0.32(32%) respectively for respective interruption time within 1 sec, 0.4 sec, and 0.2 sec. We discover that when we apply the same arc interruption time for 120 V defined in UL 1699 to the domestic environment of 220 V. The probability of ignition increases from 1.5% for 120 V condition to as much as 74% for 220 V condition. Conclusively, if we apply the standard for the serial arc-fault interruption time defined in UL 1699 for 120 V to the domestic condition of 220 V, the fire prevention effect of electric fire due to arc-fault equal to that of UL standard of 120 V can not be achieved.
Liquefied petroleum gas and compressed natural gas haven been regarded as promising alternative fuels because of no smoke, and they are also clean fuel for spark-ignited engine. In spark-ignited direct-injection engine, direct injection technology can increase engine volumetric efficiency significantly and also reduce necessity of throttle valve. This study designed combustion chamber equipped with visualization system. To improve ignition probability, the study designed to help three types of impingement-walls to form mixture. In doing so, LPG CNG-air mixture could be easily formed after spray-wall impingement and ignition probability increased too. The results of this study could contribute as basic resources of spark-ignited direct injection LPG and CNG engine design and optimization extensively.
For fuel economy and pollutant reduction, the interests in lean burn has increased recently. The purpose of this research is to develop a High Frequency Ignition System (HIS) that can make powerful ignition. We studied relations between performance of HIS and probability of inflammation under various ignition conditions. It is concluded that the portion of capacitance energy to the total energy is comparatively larger and that the optimum spark interval and spark duration are dependent upon conditions of Constant Volume Combustion Chamber.
As an alternative fuel that can be used in SI engine, LPG is one of clean fuels with larger H/C ratio compared to gasoline, low $CO_2$ emission, and small amount of pollutants such as sulfur compounds. When LPG is used in spark ignition engine, volumetric efficiency of the engine can be improved and pumping loss can be reduced by performing direct injection into the combustion chamber instead of port fuel injection. LPG-DI engine allows for lean combustion and stratified combustion under low load. In case of stratified combustion, air fuel ratio can be greatly increased compared to theoretic mixture ratio combustion. Improved thermal efficiency of the engine and reduced pumping loss can be expected from stratified combustion. Accordingly in this study, an experimental apparatus for visualization was designed and manufactured to study the combustion process of LPG after injection and ignition, intended to examine ignition probability and combustion characteristics of spark ignition direct injection(SIDI) LPG fuel. Ambient pressure, ambient temperature and fuel injection pressure were found as important variables that affect ignition probability and flame propagation characteristics of LPG-air mixture. Also, it was verified that the injected LPG fuel can be directly ignited by spark plug under appropriate ambient conditions.
This study analyzed ignition probability about Lithium-polymer batteries of what variously were being produced wearable devices recently. The study analyzed ignition probability by PCM(Protection Circuit Module) operating state and overcharged, over-discharged, exposed to high temperatures of Lithium polymer batteries, analyzing wearable devices on the market. Then it classified experimental results to implement analysis comparison about weight, X-ray imaging, battery decomposition. With these experiments, the study analyzed combustion-possibility and fire patterns. These statistics will be used to measure and verify the cause of a fire when identify wearable devices using Lithium-polymer batteries.
Explosion experiments were conducted using a rectangular concrete structure filled with hydrogen-air mixture (29.0%). In addition, the effect of ignition location on explosion was investigated. The impact on overpressure and flame was increased with the increasing distance of the ignition source from the vent. Importantly, depending on the ignition location the incident pressure was up to 24.4 times higher, while the reflected pressure was 8.7 times higher. Additionally, a maximum external overpressure of 30.01 kPa was measured at a distance of 2.4 m from the vent, predicting damage to humans at the injury level (1% fatality probability). Whereas, no significant damage would occur at a distance of 7.4 m or more from the vent.
Variable valve timing is one of the attractive ways to control homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine. Hot internal residual gas which can be controlled by variable valve timing(VVT) device, makes fuel evaporated easily, and ignition timing advanced. Regular gasoline was used as main fuel and di-methyl ether(DME) was used as ignition promoter in this research. HCCI engine operating range is limited by high combustion peak pressure and engine noise. High combustion pressure can damage the engine during operation. To avoid engine damage, the rich limits have to define using various methods. Peak combustion pressure, rate of cylinder pressure rise was considered to determine rich limit of engine operating range. Knock probability was correlated with the rate of cylinder pressure rise as well as the peak combustion pressure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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