• 청정기술
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• 제25권4호
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• pp.331-335
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• 2019

전 세계적으로 환경오염에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 해결하기 위한 기술개발 또한 활발하게 이루어지고 있다. 특히 열을 사용하는 분야에서는 연소로 인해 대기환경 오염물질이 많이 발생하고 있는 상황이다. 연소 촉매는 완전 연소와 연소온도를 낮춰 NOx와 CO를 줄이는 기술이다. 기존 연소 촉매는 귀금속 촉매를 사용하여 값이 비싸고 합성공정이 복잡하다. 본 연구는 요소를 이용하여 고온 연소촉매인 헥사알루미네이트를 제조하였으며, 합성시간에 따른 물성을 조사하였다. 그리고 이 촉매를 이용하여 연소 성능 및 특성을 평가하였다. 온도가 증가하면서 변화하는 메탄 전환율은 두 가지 패턴으로 나타났다. 1 h, 9 h, 12 h의 전환율이 비슷하게 나타났고, 3 h, 6 h의 전환율이 유사한 패턴을 나타내었다. 합성시간이 6 h에서 9 h으로 증가하면서 메탄 연소 성능이 급격하게 증가하였으며, T50이 되는 온도는 약 745 ℃로 나타났다. 9 h 합성된 연소촉매의 성능이 가장 우수하게 나타났으며, 이 연소촉매의 NOx 배출은 없었고, CO의 최대 배출량은 72 ppm으로 나타났다.

• 한국연소학회지
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• 제5권1호
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• pp.7-18
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• 2000

Numerical simulations of counterflow non-premixed $CH_4/C_2HCl_3/Air$ flames added 8%(by volume) C2HCl3 on the fuel side are conducted at atmospheric pressure using a detailed chemical reaction mechanism in order to understand the effect of strain rates. A detailed sensitivity analysis is also performed in order to assess the relative influence of each reaction on the flame established at a strain rate of 200s-1. The structure of flames (i.e., temperature, velocity, and concentration of species) established at both a strain rate of 150s-1 and 300s-1 are investigated. As the strain rate increases, the "flame zone" is restricted to a narrower range and the position of maximum temperature is shifted to the fuel side. The concentrations of major species, H2O, CO, H2, HCl, Cl2, and Cl are decreased with increased strain rate. The reaction involving chlorine, CH4 + Cl $\rightarrow$ CH3 + HCl, instead of the reaction, CH4 + H $\rightarrow$ CH3 + H2 influences the consumption of methane. C2HCl3 + OH $\rightarrow$ CHCl2 + CHOCl and HCl + OH $\rightarrow$ H2O + Cl, are major reactions, through which OH radicals are consumed.

• 한국연소학회지
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• 제17권4호
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• pp.51-59
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• 2012

Experimental study in coflow jet flames has been conducted to investigate the helium-dilution effect of coflow air on self-excitation. For various helium mole fractions and jet velocities, two types of self-excitation were observed: buoyancy-driven self-excitation and Lewis-number-induced self-excitation(here after called Le-ISE) coupled with buoyancy-driven one. The difference between buoyancy-driven and Le-ISE is clarified by using the Mie-scattering visualization as well as exploring the different features. The mechanism of Le-ISE is proposed. When the system Damk$\ddot{o}$hler number was lowered, Le-ISE is shown to be launched. Le-ISE is closely related to heat loss, in that it can be launched in even methane jet flame (Lewis number less than unity) with helium-diluted coflow air. Particularly, Le-ISE becomes significant as the Damk$\ddot{o}$hler number decreases and heat-loss becomes significant.

• 한국추진공학회지
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• 제16권3호
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• pp.16-23
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• 2012

정상초음파의 교반이 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 영향을 규명하는 실험 결과를 본 연구에서 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 전파속도를 상세히 관찰하였다. 전파속도는 이론당량비에서 정상 초음파가 교반하는 경우에 크게 증가하였으며, 당량비가 연소 상한계 혹은 연소 하한계로 벗어남에 따라 교반의 효과는 감소하였다. 정상초음파장은 화염 구조의 왜곡을 동반하고, 그 변이 형상은 교반하는 초음파장의 특성에 전적으로 종속하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.303-306
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• 2011

본 연구에서는 연소 불안정성의 능동적 제어를 위해 정상초음파장이 예혼합화염의 거동에 미치는 영향을 규명하기 위한 실험 결과를 제시한다. 화염구조변이를 관찰하기 위해 슐리렌 기법을 이용하였으며, 초기압력 및 연소챔버 개폐 유무에 따라 화염선단의 형태 및 화염 전파속도를 고찰하였다. 정상초음파장에 의한 화염선단의 찌그러짐이 관찰되었고, 반사파와 정상초음파의 영향으로 연꽃모양의 화염(lotus flame)이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.318-323
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• 2012

본 연구에서는 정상초음파와 교반하는 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동을 규명하기 위한 실험결과를 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 형상 및 전파속도를 관찰하였다. 전파속도는 연소한계를 제외한 당량비에서 정상초음파장이 가진되는 경우에 더욱 증가하였으며, 화염선단의 찌그러지는 위치는 초음파 특성이 변하지 않는 한 일정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권4호
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• pp.309-315
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• 2012

촉매연소는 희박조건에서 작동할 수 있을 뿐만 아니라 UHC, CO, 그리고 NOx와 같은 공해물질의 배출을 억제할 수 있기 때문에 연소효율이 좋고 환경친화적인 연소방식이다. 따라서 본 연구에서는 백금계열의 촉매를 이용한 $CH_4$, $C_2H_6$, 그리고 $C_3H_8$ 연료의 촉매연소 특성에 관한 수치해석 연구를 수행하였다. 1차원 및 Langmuir-Hinshelwood 모델을 적용한 지배방정식을 설명한 후 촉매연소기의 설계변수, 즉, 입구온도, 과잉공기비, 그리고 공간속도가 촉매연소에 미치는 영향을 고찰하였다. 사용된 연료 중에서 $C_3H_8$의 화학적 구조 및 반응성 때문에 출구온도 및 전환율이 가장 높음을 확인할 수 있었다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권9호
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• pp.1156-1165
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• 2002

The characteristics of combustion and radiation heat transfer of an oxygen-enhanced diffusion flame was experimentally analyzed. An infrared radiation heat flux gauge was used to measure the thermal radiation of various types of flames with fuel, air and pure oxygen. And the Laser Induced Incandescence (LII) technique was applied to characterize the soot concentrations which mainly contribute to the continuum radiation from flame. The results show that an oxygen-enhanced inverse diffusion flame is very effective in increasing the thermal radiation compared to normal oxygen diffusion flame. This seems to be caused by overlapped heat release rate of double flame sheets formed in inverse flame and generation of higher intermediate soot in fuel rich zone of oxygen-fuel interface, which is desirable to increase continuum radiation. And the oxygen/methane reaction at slight fuel rich condition (ø=2) in oxygen-enhanced inverse flame was found to be more effective to generate the soot with moderate oxygen availability.

• 한국환경과학회지
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• 제14권1호
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• pp.15-22
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• 2005

Natural gas possesses several characteristics that make it desirable as an engine fuel; 1)lower production cost, 2)abundant commodity and 3)cleaner energy source than gasoline. Due to the physics characteristics of natural gas, the volumetric efficiency and flame speed of a natural gas engine are lower than those of a gasoline engine, which results in a power loss of $10-20{\%}$ when compared to a normal gasoline engine. This paper describes the results of a research to improve the performance of a natural gas engine through the modification and controls of compression ratio, air/fuel ratio, spark advance and supercharging and method of measuring flame propagation velocity. It emphasizes how to improve the power characteristics of a natural gas engine. Combustion characteristics are also studied using an ion probe. The ion probe is applied to measure flame speed of gasoline and methane fuels to confirm the performance improvement of natural gas engine combustion characteristics.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.168-174
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• 2000

This paper illustrates the validity of reciprocating type superadiabatic combustor as a industrial applicable dryer. After the investigations of inner and surface temperature distributions of combustor various with air-fuel(methane) ratio, mixture flow rate and reciprocating time, this combustor can be applied in industrial dryer at certain operating conditions. The results are as follows. 1) Higher equilivalence ratio emits more radiation heat flux at the censer chamber 2) Higher mixture flow rate makes more uniform temperature distribution. however, due to the heat transfer from censer chamber to porous media, the radiation beat flux is worse. 3) Longer reciprocating time emit more radiation heat flux. however, this case also makes temperature distribution wide