• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권9호
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• pp.1811-1820
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• 2005

Thermo-acoustic instability of methane/ air flames in an industrial gas-turbine combustor is numerically investigated adopting CFD analysis. The combustor has 37 EV burners through which methane and air are mixed and then injected into the chamber. First, steady fuel! air mixing and flow characteristics established by the burner are investigated by numerical analysis with single burner. And then, based on information on the flow data, the burners are modeled numerically via equivalent swirlers, which facilitates the numerical analysis with the whole combustion system including the chamber and numerous burners. Finally, reactive flow fields within the chamber are investigated numerically by unsteady analysis and thereby, spontaneous instability is simulated. Based on the numerical results, scaling analysis is conducted to find out the instability mechanism in the combustor and the passive control method to suppress the instability is proposed and verified numerically.

• 대한인간공학회지
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• 제32권3호
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• pp.267-271
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• 2013

Objective: The purpose of this study is to examine the test-retest reliability of paper-pencil test for investigating population stereotype of burner-control linkages of four-stove gas ranges. Background: Much of the research on gas-range stereotype strength has been performed using the paper-pencil test. While the use of the paper-pencil tests has the advantage of collecting data in a large group of subjects against reasonable costs, concerns regarding the reliability of the paper-pencil test has also been stated. Method: Three paper-pencil tests classified by intervals of test-retest were performed, in which eight types of burner-control arrangements were investigated. Sixty eight subjects were test-retested within two weeks, 85 subjects were test-retested within four weeks and 58 subjects were test-retested three times in series with interval of two and four weeks. Results: Chi-square test showed that three intervals of test-retest including two, four and two & four weeks have not statistically significant effect on subjects' responses irrespective of eight types of burner-control linkages dealt with in this study(p>0.10). Concordance rates of subjects' responses ranged between 73.5% and 100.0% for two-week test-retest, between 67.1% and 97.6% for four-week test-retest, and between 65.5% and 100.0% for two- and four-week serial test-retest. The concordance rates were linearly correlated with proportion of subjects' responses for stereotypes of burnercontrol linkages. Conclusion: It is concluded that the paper-pencil tests for investigating gas range relevant stereotypes could reproduce reliable results compared to baseline test within interval of four weeks. Application: The results of this study would be useful as an ergonomic guideline when designing the paper-pencil tests for stereotype relevant studies.

• 한국가스학회지
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• 제23권5호
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• pp.24-34
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• 2019

본 연구에서는 수관식 보일러의 열교환기를 모사하기 위하여 수관의 존재 유무에 따른 화염의 안정화와 연소 특성을 당량비와 유속에 따라 비교하였다. 버너는 화염이 존재하는 SiC foam과 역화 방지를 위한 세라믹 보드, 균일한 유동장을 형성하는 알루미나 볼로 구성되며, 반경 반향의 열 손실을 최소화하기 위하여 단열재로 밀폐되어 있다. 결과적으로 수관이 존재하는 경우 낮은 당량비 구간에서 역화 및 날림 현상의 경계가 넓어지는 것을 안정화 영역에서 확인할 수 있었다. 또한, 수관이 존재하는 경우 NOx 배출량이 수관이 없는 경우보다 증가하는 것을 확인하였다. 이는 수관이 존재함으로써 열 손실을 억제하여 화염의 온도가 증가하는 것으로 판단하였으며, O₂ 배출량과 화염의 온도를 예측하여 입증하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2006년도 에너지.가스.기후변화학회 연합춘계학술대회 및 특별심포지움
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• pp.325-330
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• 2006

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.211-220
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• 2020

본 연구는 80 kW급 단일버너 연소로에서 석탄 연소시 초저 NOx 버너 설계인자를 평가하기 위한 실험적 연구이다. 버너 설계 인자인 선회강도, 총 과잉 공기비, 버너 영역 과잉공기비, 1차/2차 산화제 비율, OFA 비율을 변경하여 총 81개 조건을 대상으로 실험을 수행 하였다. 실험 결과, 선회류가 약하면 연소로 출구에서 CO가 증가하고 연소로 내부 온도가 감소하는 것으로 나타났다. 그러나, 선회류가 강하면 NOx가 증가하기 때문에 적절한 선회류 강도를 결정하는 것은 NOx를 줄이는 데 중요한 요소이다. 1차/2차 산화제의 비율 또한 중요한 요소이며, 생성 된 NOx의 양은 산화제의 비율에 따라 달라진다. 2차 산화제의 비율이 증가하면 연소 초기에 NOx 방출량이 증가하고, 측정 된 배출구 NOx가 증가하게 된다. 그러나, 2차 산화제 비율이 감소하면 화염이 길어지고 CO가 증가한다. 본 연구에 사용 된 연소 시스템은 적절한 조건이 만족 될 때 O₂ 6%를 기준으로 최소 NOx가 82 ppm 생성되는 것으로 확인 되었다. 본 실험에서 대상으로 한 버너는 연소용 공기를 석탄을 이송하는 1차공기 외에 2차공기로 하나의 산화제 유동만 사용하는 방식으로서 추후 3차 및 4차공기로 분할하여 화염형태 및 반응을 세밀하게 제어할 경우 추가적인 NOx 감소가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.645-650
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• 2010

본 연구에서 울산 현대중공업 및 사천 유니슨에 설치사용 중인 공업용로의 연소문제 및 시스템을 분석하고 열효율 개선방안을 제시하여 연료절감 및 생산성 향상에 도움이 되고자 한다. 단조산업에 사용 중인 공업용로는 원소재의 가열 및 재료의 특성향상을 위한 설비로 운전조건 및 연소시스템에 따라 연료의 사용량 및 재료의 특성에 지대한 영향을 줄 수 있다. 따라서 현대중공업에 설치운전 중인 100톤 가열로 및 열처리로의 연소시스템의 특성을 분석하였다. 통상적으로 각 가열장치에 설치된 버너(Burner)는 용량에 맞는 공연비를 가지며 버너가 작동할 수 있는 Turndown ratio를 가지고 있다. 이는 각각의 공업용로 특성을 정하는 것으로서 가열성능 및 온도정밀도에 지대한 영향을 미친다. 용량이 큰 버너를 설치한 열처리로는 가열성능은 향상시킬 수 있어도 유지구간에서의 온도정밀도를 얻기 힘들다. 이에 버너의 성능을 최대한 발휘할 수 있도록 연소시스템을 개선하여 각 가열구간에 맞는 연소특성을 적용 분석한 현대중공업의 가열로 및 열처리로를 예시로 연료의 절감 및 온도정밀도를 향상시키도록 본 연구에서 방안을 제시하였다.

• 에너지공학
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• 제10권4호
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• pp.379-386
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• 2001

본 연구는 산업용 고부하 버너연소에서의 NO$_{x}$ 저감에 관한 실험적 연구이다. 본 연구에서는 NO$_{x}$의 정량적 농도 분포 측정을 위하여 레이저 유동 형광법을 사용하였다. XeCL 엑시머 레이저를 사용하여 NO A-X (0, 0) 진동밴드를 226 nm로 여기하였다. 또한 P$_{21}$+Q$_1$(14.5)/R$_{12}$+Q$_2$(20.5)/P$_1$(23.5) 전이를 여기라인으로 하였으며 다른 간섭의 영향을 최소화 하였다. 본 실험에서 이중선회 확산화염에서의 NO 농도 분포를 측정하였으며, 이 스월버너에서의 화염의 후류에 있어서 NO 농도는 1차/2차 공기비가 증가할 때 감소함을 알수 있었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.148-155
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• 2005

In this study, Development of 300,000kcal/hr high velocity Injection burner with fuel multi-stage was performed using experiments. The characteristics of NOx emission in multi fuel/air staged combustor have been experimentally studied. The design concept of multi fuel/air staged combustor is creation of two separate flame, a primary flame is largest access air combustion and the secondary flame is complete combustion zone, where most of fuel bums. Experiments were performed on an industrial scale in a laboratory furnace and Liquefied Natural Gas(LNG) was used as primary and secondary fuels. Comparison of outlet NOx and outlet Temperature under various air rate and primary/ secondary fuel ratio was performed. The test demonstrated that NOx emission con be reduced by 70% in accordance with operating conditions.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권4호
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• pp.247-252
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• 2006

Joining Yittria Stabilized Zirconia (YSZ) to NiCr metal was fabricated using YSZ/NiCr Functionally Graded Materials (FGM) Interlayer by hot pressing process. Microscopic observations demonstrate that the composition and microstructure of YSZ/NiCr FGM distribute gradually in stepwise way, eliminating the macroscopic ceramic/metal interface such as that in traditional ceramic/metal joint. The thermal characteristics of this YSZ/FGM/NiCr joint were studied by thermal shock testing and therml barrier testing. Thermal shock test was conducted by gas burner rig. Acoustic Emission (AE) monitoring was performed to analyze the microfracture behavior during the thermal shock test. It could be confirmed that FGM was the excellent performance of thermal shock/barrier resistance at above $1000^{\circ}C$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.126-132
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• 2016

본 연구는 전산유체역학 기법을 이용하여 수소 생산 플랜트의 개질 튜브 공정가스와 버너 가스 온도에 따른 화학반응과 열변형 특성을 분석한다. 개질로 내부의 온도는 약 800 K 내지 1000 K 이상으로 고온으로 유지되기 때문에 튜브의 열변형 문제가 심각하게 발생할 수 있다. 따라서 개질로의 구조건전성을 평가하고 안정된 생산력을 가진 장비를 운영하기 위해서 반응과 열변형 특성에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구는 상용 전산해석 코드(ANSYS Fluent/Mechanical V.13.0)를 사용하여, 대류, 전도 및 복사 열전달을 포함한 복합 열전달과 난류유동을 3차원적으로 해석하였다. 특히, 열유동 특성에 따른 연성해석(Fluid-Solid Interaction: FSI)를 수행하였으며 고온 버너가스와 공정가스 운전조건에 따른 반응 특성과 열변형 변화를 분석하였다. 수치해석 결과, 개질 공정가스와 버너 가스의 주입온도가 각각 200 K 감소하면, 수소생성량은 최대 약 4 배, 최소 약 2 배 감소한다. 또한, 공정가스와 버너 가스의 주입온도에 따라 열변형은 최대 약 20%, 최소 약 15% 감소한다.