• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.15-21
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• 2007

The aim of this paper is controlling ignition timing and load in homogeneous charge compression ignition (HCCI) combustion with low cetane number fuel, hydrogen. Homogeneous charge compression ignition (HCCI) combustion is an advanced combustion technology that achieves higher thermal efficiency and lower $NO_x$ emissions than that of conventional combustion system. Dimethyl ether (DME), which has been researched widely as the most attractive alternative fuel of diesel, is attractive for HCCI combustion because of the easy evaporation. In this study, the single cylinder DME engine operated with a direct injection system has been used to investigate combustion processes and emissions of DME HCCI with a premixed hydrogen supply. The experiment was carried out under various engine speed and fraction rates of hydrogen. As a result, the increase of fraction rates of hydrogen retard the DME ignition timing and eliminated the knocking during high engine speed condition. IMEP was increased with increase of fraction rates of hydrogen by 30%. 40% of the fraction rates of hydrogen resulted in misfiring. The $NO_x$ emission was reduced by increasing the fraction rates of hydrogen, but HC emission was increased.

• 한국연소학회지
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• 제21권1호
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• pp.38-45
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• 2016

Flame characteristics and NO emission behavior in $CH_4$/air-air premixed counterflow flames with applying FIR and FGR with $CO_2$ and $H_2O$ were investigated numerically by varying the ratios of FIR and FGR as well as global strain rate. Chemical effects of added $CO_2$ and $H_2O$ via FIR and FGR were analyzed through comparing flame characteristics and NO behaviors from real species($CO_2$ and $H_2O$) with those from their artificial species($XCO_2$ and $XH_2O$) which have the same thermochemical, radiative, and transport properties to those for the real species. The results showed that flame temperature and NO emission with FIR varied much more sensitively than that with FGR. Those varied little irrespective of adding $CO_2$, $H_2O$, and their artificial species to the fuel stream via FIR. However, Those were varied complicatedly by chemical effects of added $CO_2$ and $H_2O$ via FGR. Detailed analyses for them were made and discussed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.572-579
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• 2009

본 연구에서는 분진폭발에 있어서 기초적 현상을 규명하고 분진의 화염구조와 메커니즘에 대하여 실험적으로 조사하였다. 실험장치는 길이 1.8 m, 단면이 0.15 m의 정방형인 수직연소관을 사용하였으며, 덕트 내를 전파하는 상방 분진층류화염과 화염면에 대하여 고속카메라를 사용하여 가시화하였다. 또한 슐리렌, 이온프로브, 열전대 등을 사용하여 예열대 및 반응대의 두께를 측정하였다. 석송자 분진화염의 예열대 두께는 4~13 mm로 탄화수소가스의 예혼합기 화염보다도 수배 크다. 입자화상유속법(PIV)에 의한 해석 결과, 예열대에서의 미연소 입자의 체류 시간은 입자의 열분해가스 생성에 필요하며, 체류시간은 화염전파속도, 입자속도 및 예열대 두께에 의존하는 것을 알았다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.234-238
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• 2008

수소의 연소과정 중 하나인 자연발화에 대해 HFP를 첨가하였을 때 발화 지연을 수치해석을 통하여 조사하였다. 단열 밀폐시스템에서 대기압 하에서의 비정상 상태를 가정하였으며, 수소/공기/헵타플루오르헵탄(HFP)의 반응기구는 93개의 화학종과 817개의 화학반응식을 고려하였다. 먼저 이론당량비의 순수한 수소/공기 혼합기 계산결과로부터 연료와 산화제만 존재하는 혼합기에서는 자연발화시간을 결정하는 판별방법의 선택은 그리 중요하지 않고, 대부분의 판별방법이 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 수소/공기의 자연발화시간은 기존문헌의 실험결과와 잘 일치함을 알 수 있어 사용된 수소반응기구를 검증할 수 있었다. HFP를 수소/공기 혼합기에 섞었을 경우에는 각 순간적 화학적 반응에 의해 OH농도의 변곡점이 다양한 시각에 나타나므로 온도의 변곡점으로 발화시간을 판단하는 것이 보다 타당하다는 결과를 얻었다. 그리고 HFP의 농도가 10% 이상인 경우 큰 발화지연효과를 볼 수 있는데, 이 때, HFP 농도가 증가할수록 희석효과에 비해 화학적 효과가 발화시간 지연에 보다 크게 기여함을 알 수 있다.

• 한국연소학회지
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• 제7권4호
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• pp.36-44
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• 2002

Carbon molecules with closed-cage structures are called fullerenes $(C_{60},\;C_{70})$, whose applications include super-conductors, sensors, catalysts, optical and electronic device, polymer composites, and biological and medical materials. The synthesis of fullerenes has been recently studied with low-pressure benzene/argon/oxygen flames. The formation of fullerene is known as molecular weight growth processes of PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbon). This study presents results of PAHs and fullerene measurements performed in a low-pressure benzene/argon/oxygen normal co-flow laminar diffusion flame. Through the central tube of the burner, benzene vapors carried by argon are injected. The benzene vapors are made in a temperature-controlled bubbler. The burner is located in a chamber, equipped with a sampling system for direct collection of condensable species from the flame, and exhausted to a vacuum pump. Samples of the condensable are analyzed by HPLC (High Performance Liquid Chromatography) to determine the yields of PAHs and fullerene. Also, we computed mole fraction of fullerene and PAHs in a nearly sooting low pressure premixed, one-dimensional benzene/argon/oxygen flame (equivalence ratio ${\Phi}=2.4$, pressure=5.33kPa). The object of computation was to investigate the formation mechanism of fullerenes and PAHs. The computations were performed with CHEMKIN/PREMIX. As a result of this study, fullerenes were synthesized in a low pressure (20torr) $C_6H_6/Ar/O_2$ flames and the highest concentration of fullerene was detected just above the visible surface of a flame.

• 한국가스학회지
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• 제23권6호
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• pp.8-16
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• 2019

저공해 연소를 위한 방법 중 하나인 배기가스 재순환(flue gas recirculation, 이하 FGR)은 질소산화물 저감에 효과적인 연소 기법이다. 이를 메탄/공기 대향류 예혼합화염에 적용하여 화염의 특성변화와 NOx 생성 기구를 파악하기 위한 수치해석을 진행하였다. 신장률에 따라 배출되는 생성물들의 몰분율이 달라진다는 점을 고려하여 재순환율은 생성물을 기준으로 정의되었으며, 실제 연소 시스템을 반영하기 위해 주요 생성물인 CO₂, H₂O, O₂ 그리고 N₂를 희석제로써 재순환하였다. FGR 기법이 적용됨에 따라 특정한 신장률 조건에서 최대화염 온도의 전환점이 발견되었다. 또한, 재순환율이 증가함에 따라 온도와 NO의 경향이 달리 나타났으며, 이를 파악하고자 NO 반응을 열적 NO와 Fenimore NO로 구분하여 분석하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제6권2호
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• pp.65-74
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• 2015

This work examines the characterization and corrosion behaviour of laser alloyed UNSG10150 steel with three different premixed composition Zn-Sn binary powders using a 4.4 kW continuous wave (CW) Rofin Sinar Nd:YAG laser processing system. The steel alloyed samples were cut to corrosion coupons, immersed in sulphuric acid (0.5 M H₂SO₄) solution at 30℃ using electrochemical technique and investigated for its corrosion behaviour. The morphologies and microstructures of the developed coated and uncoated samples were characterized by Optic Nikon Optical microscope (OPM) and scanning electron microscope (SEM/EDS). Moreover, X-ray diffractometer (XRD) was used to identify the phases present. An enhancement of 2.7-times the hardness of the steel substrate was achieved in sample A₁ which may be attributed to the fine microstructure, dislocations and the high degree of saturation of solid solution brought by the high scanning speed. At scanning speed of 0.8 m/min, sample A₁ exhibited the highest polarization resistance R_p (1081678 Ωcm² ), lowest corrosion current density i_corr (4.81×10⁻⁸A/cm² ), and lowest corrosion rate Cr (0.0005 mm/year) in 0.5 M H₂SO₄. The polarization resistance R_p (1081678 Ωcm² ) is 67,813-times the polarization of the UNSG10150 substrate and 99.9972% reduction in the corrosion rate.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.60-68
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• 1997

Rayleigh Scattering Cross Sections($\sigma$i) of various gases and the temperature distributions of premixes C3H8/O2 flame are measured by high power KrF(248nm) Exci- mer laser and ICCD camera. Results show that $\sigma$i of O2 and Propane(C3H8) gases agree well in the 5% error range, but of H2 has the more or less difference from the calcul- ated value by other groups. This is attributed to the low RS signal of H2 to Nosie level(S/N ratio). The temperature distributions of flame range out between 300K in the air and about 2000K in the burned area. In this temperature range, out system has the about 250K temperature resolution. Because low RS signals in the reaction area with high temperature are affected highly by noises, temperature uncertainty of this area is relatively high to another part of flame. Experimental results show that UV Rayleigh Scattering can be used for the measurement of mixing ratio of mixed gases and the temperature distributions of flame. Especially, this technique can be applied for the measurement of the mixing ratio of air/fuel before the ignition and the flame structure after the ignition inside the Engine.

• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.46-53
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• 2016

희박 예혼합 가스터빈의 연소 불안정 현상을 이해하기 위해서는, 선형 과정에 의하여 얻어지는 고유주파수 및 초기 성장률뿐만 아니라, 연소기 비선형 특성에 의존하는 한계진폭의 예측이 필요하다. 특히 현재의 연구에서는 비선형 거동에 의한 한계 진폭을 예측하기 위해서 유동 섭동과 열발생의 비율이 주파수와 속도 진폭을 정의할 수 있는 화염묘사함수를 적용하였다. 본 연구에서는 화염묘사함수를 얻기 위하여 CFD 기법이 적용되었으며, 이를 통하여 비선형 열음향 해석으로부터 불안정 한계 진폭을 예측할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.309-319
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• 2011

질소 희석된 프로판 부상화염에서 열손실에 의한 자기진동을 기초로 화염안정화선도를 도출하기 위하여 노즐직경 0.3 mm, 1.0 mm에서 실험적 연구를 수행하였다. 예혼합화염에서 확산화염으로의 전도 열손실에 의한 자기진동 및 매연 복사에 의한 자기진동을 관찰하였다. 0.1 Hz보다 낮은 주파수 성향을 띄는 열손실에 의한 자기진동은 제안된 메커니즘에 의해 잘 묘사되었고 반면 매연복사에 의한 자기진동은 O(0.1 Hz)의 주파수 범위를 나타내었으며 제안된 메커니즘은 항온항습실 실험을 통해 입증하였다. 질소 희석된 프로판 부상화염에서 관찰된 열손실에 의한 자기진동의 특성화는 관련된 변수 및 스트라훌 수에 의해 잘 묘사되었다.