• 제목/요약/키워드: Mild Combustion

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MILD 연소로에서 Coanda 노즐 효과를 이용한 배기가스 재순환에 관한 연구 (A Study on the Exhaust Gas Recirculation in a MILD Combustion Furnace by Using the Coanda Nozzle Effect)

  • 하지수;심성훈
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권12호
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    • pp.967-972
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    • 2013
  • 질소산화물 저감에 큰 효과가 있는 MILD 연소는 고온의 배기가스가 연소로내에 유입되는 양에 따라 질소산화물 저감 특성이 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 동심원관 형태의 MILD 연소로에서 바깥 원통의 배기가스 통로에서부터 안쪽 원통의 연소통로 사이에 연결관을 설치하고 배기가스를 유입하기 위해 coanda 노즐을 사용하였다. 이러한 coanda 노즐의 기하학적 형상 변화에 따라 고압공기 유량, 배기가스 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 최적의 coanda 노즐 형상을 도출하는 것을 본 연구의 목적으로 하였다. 본 연구의 전산 해석의 결과는 conada 노즐의 노즐 통로 간격이 0.5 mm, 노즐 각도 $4^{\circ}$, 노즐 확관 길이 146 mm일 때 최적의 유입량비가 되었고 노즐 통로 수직 길이는 유입량비에 무관하였다.

액체연료 무화염형성에 미치는 배기가스희석율의 영향 (Effect of exhaust gas dilution rate on formation of flameless combustion using liquid fuel)

  • 차천륜;이호연;황상순
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.301-303
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    • 2014
  • Flameless combustion, well known as MILD (Moderate Intensity Low oxygen Dilution) combustion or CDC(Colorless Distributed Combustion), is considered as one of the promising technology for achieving low NOx and CO emissions with improving thermal efficiency of combustion system. In this paper, the effects of exhaust gas dilution rate on formation of flameless combustion of liquid fuel were analyzed using three-dimensional numerical simulations for application of gas turbine combustor with high power density. Results show that the local high temperature region was decreased and flame temperature was spatially uniformly distributed due to higher dilution rate of burnt gas as similar pattern of gas phase flameless combustion. But the evaporation and mixing process of liquid fuel are found to be another important factors for formation of flameless combustion.

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MILD 연소환경에서의 난류 CH4/H2 난류 화염장 해석 (Numerical Investigations of Turbulent CH4/H2 flames under MILD combustion condition)

  • 전상태;김용모
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.267-268
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    • 2015
  • The multi-environment probability density function model has been applied to simulate the turbulent $CH_4/H_2$ flames under MILD conditions. The direct quadrature method of moments (DQMOM) has been adopted to solve the transport PDF equation due to its computational efficiency and robustness. The IEM model represents the micromixing process. The numerical results obtained in this study are precisely compared with experimental data in terms of unconditional means and conditional means for scalar field including temperature and species mass fraction.

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MILD 연소 환경에서 CO/H2 첨가에 따른 CH4의 점화 지연 시간의 해석적 연구 (Numerical Study on Ignition Delay Time of CH4 as CO/H2 Addition in MILD Combustion)

  • 김동희;허강열;이영재
    • 한국가스학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.1-12
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    • 2021
  • MILD(Moderate or Intense Low-oxygen Dilution) 연소는 열에너지 분야에서 배출되는 미연 탄소와 질소 산화물을 저감하기 위한 기술로, 친환경 열 에너지 생산 기술로 평가받고 있다. MILD 연소 기술은 반응물의 예열을 통한 자발화 현상을 이용하여, 연소 반응 영역을 확장시키는 것이 핵심이다. 본 연구는 CH4와 공기를 활용하여 반응물의 초기 온도 변화와 CO, H2의 혼합율에 따른 CH4의 점화 지연 시간을 수치 해석적 접근을 통해 분석하였다. 점화 지연 시간은 초기 온도와 H2 혼합율이 높을수록 감소하였고, CO 혼합율이 높을수록 증가하였다. 이는 H2 첨가 시 초기에 높은 분율의 HO2가 메틸 라디칼(CH3)의 분해 반응을 촉진시켜 OH를 생성하였기 때문이며, CO 첨가 시 HCO 생성에 따른 H 라디칼 소모가 증가했기 때문이다. 하지만 HCO의 생성은 점화 지연 시간에 큰 영향을 주지 않았다. 또한 연료 내 CO와 H2를 30% 혼합한 조건에서는, NO 배출량이 각각 7%, 1% 증가하는 경향을 보였다. 이는 CO를 혼합한 조건에서 초기에 높은 NCO가 NO 생성반응률 증가에 영향을 미쳤기 때문이다.

LPG 직분사 엔진과 마일드 하이브리드 시스템 적용 차량의 CO2배출 특성 연구 (A Study of CO2 Emission Characteristics on the Vehicle with LPG Direct Injection and Mild Hybrid System)

  • 안영국;양병규;박진일
    • 한국분무공학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.211-218
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    • 2022
  • Recent vehicle regulations have become increasingly stringent in order to reduce greenhouse gases. Then not only movement to replace internal combustion engine vehicles with hybrid vehicles, but also studies of replacing internal combustion engine fuels with low-pollution fuels are increasing. In this study, the characteristics of a vehicle with LPG fuel engine and mild hybrid system is investigated. To avoid shortage of maximum power on LPG engine, a direct injection system of LPG is applied. In addition, P0 mild hybrid system is adopted to enhence the efficiency of the vehicle. The vehicle model is developed in order to predict fuel economy and CO2 emission of LPDi MHEV.

난류 화염 구조 규명을 위한 조건 평균 측정법 (Conditional Sampling Measurement to Identify Flame Structures in Turbulent Combustion)

  • 허강열
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.8-11
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    • 2004
  • Conditional sampling measurement is required for conditional averages as well as unconditional Favre averages to resolve different flame structures of turbulent combustion. A Favre average can be obtained as an integral of conditional average and Favre PDF in terms of the mixture fraction, which is a preferred choice as a sampling variable in diffusion controlled turbulent combustion. MILD combustion data are presented as an example for a conditionally averaged data set and comparison with CMC calculation results.

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연료 및 공기 노즐 위치와 공기 유량 변화에 따른 MILD 연소 특성에 관한 해석적 연구 (A Numerical Study of the Combustion Characteristics in a MILD Combustor with the Change of the Fuel and Air Nozzle Position and Air Mass Flow Rate)

  • 김태권;심성훈;장혁상;하지수
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.325-331
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    • 2011
  • 연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소에 대하여 연료노즐과 공기노즐의 위치와 공기유량을 변화하면서 나타나는 연소특성을 수치해석을 통하여 연구하였다. 본 연구의 MILD 연소로는 연료노즐과 공기 노즐 사이에 연소배기가스의 배출구가 있는 연소로를 이용하였다. 공기노즐은 8개, 연료노즐은 4개를 사용하였다. 연료노즐이 연소로 중앙 부근에 위치한 연소로의 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 연료노즐에서부터 연소로 벽면으로 치우치게 되지만 공기유량이 커지면 연소반응대가 연료노즐 측에서 시작하여 연료노즐 상부로 형성된다. 공기노즐이 연소로 중앙부분에 위치한 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 공기노즐 부근에서 시작하여 연소로 벽면으로 치우치지만 공기유량이 증가하면 연소반응대가 연료노즐 측으로 옮겨가게 된다. 두 가지 경우 모두 공기유량이 증가하면 연소반응대에서 최대온도가 증가하고 따라서 배기가스에서의 NOx 농도가 증가한다. 두 가지 노즐 위치에서의 NOx 생성을 비교해 보면 공기노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우가 연료노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우보다 NOx 농도가 현저히 적음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로부터 NOx 저감과 연료의 미연가스 배출을 감안할 때 공기노즐이 연소로 중앙에 위치하고 이론공기량에 해당하는 공기량을 분출할 때 NOx 생성에 가장 효과적임을 알 수 있었다.

코안다 노즐에서 중심 축소관 유무에 따른 유입량 특성 (Characteristics of Entrainment Flow Rate in a Coanda Nozzle with or without Coaxial Contractor)

  • 하지수;심성훈
    • 한국가스학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.21-27
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    • 2014
  • MILD 연소는 고온의 배기가스를 연소로 내에 재유입 되는 양에 따라 질소산화물 저감 특성에 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 MILD 연소로에서 고온의 배기가스를 연소로 내에 재순환하기 위해 코안다 노즐을 사용하였는데. 코안다 노즐의 중심에 중심 축소관을 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 고압공기 유량, 배기가스 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 최적의 코안다 노즐 형상을 도출하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 본 연구의 전산 해석의 결과는 혼합가스 출구의 압력이 대기압일 때는 중심축소관이 없을 때가 배기가스 유입량이 약 18% 크게 나타나고 혼합가스 출구 압력이 증가하면 중심축소관이 있을 때가 유입량이 더 큼일 알 수 있었다. 이에 대한 분석은 노즐 목에서의 압력, 유입가스 입구와 혼합가스 출구 압력 그리고 유동 단면적으로 구성한 유입 구동력으로 해석 가능하였다.

Ni-Al계 금속간화합물의 고주파 연소합성코팅에 미치는 볼 밀링의 영향 (Effects of Ball Milling for Elemental Powders on Ni-Al based Intermetallics Coating on Mild Steel through Induction Heating Process)

  • 이한영;박원규
    • Tribology and Lubricants
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    • 제33권6호
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    • pp.296-302
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    • 2017
  • Ball milling of elemental powders in advance and using an induction heating system for intermetallic coatings are known to enhance the reactivity of combustion synthesis. In this work, the effects of simultaneously applying these two incentive methods on the properties of intermetallic coatings are studied. Ni-Al powder compacts ball-milled with three different ball-to-powder weight ratio mixtures are synthesized and coated on mild steel by combustion synthesis in an induction heating system. Consequently, similar to an electrical heating system, the positive effects of ball milling on the combustion synthesis are confirmed in the induction heating system. The enhancement in synthetic reactivity achieved by applying the two incentive methods at the same time is greater than that by applying each incentive method separately. In particular, the enhancement is remarkable at low reaction temperature. However, there are limitations to improving the reactivity by simultaneously applying the two incentive methods to the combustion synthesis, unlike the reaction temperature. The microstructure and hardness of the coating layer are both influenced by the ball-charging ratio employed in the ball-milling process.