• 제목/요약/키워드: Rate of mass combustion

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유전알고리즘을 이용한 액체로켓엔진 최적 유량 결정 (Finding Optimal Mass Flow Rate of Liquid Rocket Engine Using Generic Algorithm)

  • 이상복;장준영;김완조;김영호;노태성;최동환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.93-96
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    • 2011
  • 액체로켓엔진의 최적화를 위해 유전알고리즘을 사용하여 주요 설계변수인 연료와 산화제의 질유량과 연소실 압력을 결정하였다. 대상엔진은 LO2/RP-1을 추진제로 사용하는 개방형 가스발생기 사이클을 대상으로 하였다. 최적설계의 목적함수는 비추력의 최대화이고 펌프-터빈의 에너지 발란스와 요구추력을 제한조건으로 하였다. 연소실의 물성치는 CEA2를 이용하였으며 펌프 및 터빈의 효율, 가스발생기 및 예연소기의 물성치는 문헌 자료를 수학적으로 모델링 하였다. 가스발생기 사이클 계산 결과 참고문헌과 비교하여 비추력에서 약 3~4%, 펌프파워에서 2~6%의 오차를 보였다.

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디젤기관의 LPG 혼합에 의한 오염배출물 저감특성 (Emission characteristics of diesel engine by mixing LPG)

  • 장영준;전충환;이춘우
    • 오토저널
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    • 제15권2호
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    • pp.44-52
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    • 1993
  • In this study, the characteristics of decreasing exhaust gas of diesel engine was examined in dual fuel method by using commertial LPG for automotive. LPG was supplied to engine intake port by fumigation method and flow rate was controlled by using the needle valve. LPG supply ratios were 0, 20, 30% of total fuel amount to be supplied to engine by mass base. We investigated the effect of LPG supply ratio on exhaust gas concentrations related to excess air ratio and engine load at 1600, 1800, 2000 rpm. Soot concentration decreased about 30% in proportion to the increase of the LPG supply ratio. NOx concentration decreased in proportion to the increase of the LPG than diesel only and the increase rate was higher at low engine load. BSFC(Brake specific fuel consumption) was lower in proportion to the increase of the LPG supply ratio at high engine load and to the decrease of LPG supply ratio at low engine load.

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Simulation and Prediction on the Performance of a Hydrogen Engine

  • Han, Sung Bin
    • 에너지공학
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    • 제24권4호
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    • pp.217-222
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    • 2015
  • A computer simulation has been developed to predict and investigate the performance of the assumed hydrogen engine. The simulation has be come a powerful tool as it saves time and also economical when compared to experimental study. The effects of various parameters, such as equivalent ratio, spark advance, revolutions per minute were calculated and then the optimal parameters of assumed engine were determined. The effects of spark advance, revolutions per minute, cylinder pressure, rate of pressure rise, flame temperature, rate of heat release, and mass fraction burned were simulated. The objective of the research paper is to develop a internal combustion model with hydrogen as a fuel.

자동차 냉각수 폐열회수 열전발전 시스템의 성능에 관한 연구 (An Experimental Study on Thermoelectric Generator Performance for Waste Coolant Recovery Systems in Vehicles)

  • 이대웅
    • 설비공학논문집
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    • 제26권7호
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    • pp.329-334
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    • 2014
  • This study indicated the possibility of energy regeneration from waste coolant heat, by using thermoelectric generation integrated with heat pipe. The internal combustion engine rejects more than 60% wasteful energy to the atmosphere by heat. The thermoelectric generator has recently been studied, to convert the energy from engine waste heat into electricity. For coolant waste heat recovery, a thermoelectric generator was investigated, to find out the possibility of vehicular application. Performance characteristics were conducted with various test conditions of coolant temperature, coolant mass flow rate, air temperature, and air velocity, with the thermoelectric generator installed either horizontally or vertically. Experimental results show that the electric power and conversion efficiency increases according to the temperature difference between the hot and cold side of the thermoelectric generator, and the coolant flow rate of the hot side heat exchanger. Performance improvement can be expected by optimizing the heat pipe design.

외부 화학증착 공정에서의 가수분해반응으로 인한 실리카 생성에 대한 버크-슈만 해석 (Burke-Schumann analysis of silica formation by hydrolysis in an external chemical vapor deposition process)

  • 송창걸;황정호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권5호
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    • pp.1671-1678
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    • 1996
  • In external chemical vapor deposition processes including VAD and OVD the distribution of flame-synthesized silica particles is determined by heat and mass transfer limitations to particle formation. Combustion gas flow velocities are such that the particle diffusion time scale is longer than that of gas flow convection in the zone of particle formation. The consequence of these effects is that the particles formed tend to remain along straight smooth flow stream lines. Silica particles are formed due to oxidation and hydrolysis. In the hydrolysis, the particles are formed in diffuse bands and particle formation thus requires the diffusion of SiCl$\_$4/ toward CH$\_$4//O$\_$2/ combustion zone to react with H$\_$2/O diffusing away from these same zones on the torch face. The conversion kinetics of hydrolysis is fast compared to diffusion and the rate of conversion is thus diffusion-limited. In the language of combustion, the hydrolysis occurs as a Burke-Schumann process. In selected conditions, reaction zone shape and temperature distributions predicted by the Burke-Schumann analysis are introduced and compared with experimental data available. The calculated centerline temperatures inside the reaction zone agree well with the data, but the calculated values outside the reaction zone are a little higher than the data since the analysis does not consider diffusion in the axial direction and mixing of the combustion products with ambient air. The temperatures along the radial direction agree with the data near the centerline, but gradually diverge from the data as the distance is away from the centerline. This is caused by the convection in the radial direction, which is not considered in the analysis. Spatial distribution of silica particles are affected by convection and diffusion, resulting in a Gaussian form in the radial direction.

75톤급 액체로켓엔진 연소기의 저압 조건에서 수행된 연소안정성 시험 (Combustion Stability Rating Test under Low Pressure Condition of a 75-tonf-class LRE Thrust Chamber)

  • 이광진;강동혁;김문기;안규복;한영민;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.92-100
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    • 2010
  • 75톤급 기술검증용 연소기의 연소안정성 시험이 저압 조건에서 수행되었다. 이 시험에 사용된 두 개의 연소기 헤드 중 하나는 631개의 분사기를 가지며, 다른 하나는 721개의 분사기를 가진다. 631개의 분사기를 갖는 연소기 헤드는 연소압력 30 bar에서 자발 불안정이 발생하였고 721개의 분사기를 갖는 연소기 헤드는 동일한 연소압력과 동일한 유량 조건에서 고주파 연소안정성이 유지됨을 보였다. 그러나 721개의 분사기를 갖는 연소기 헤드는 연소압력 20 bar에서 자발 불안정이 발생하였고 이러한 결과로부터 연소기 헤드의 형상은 안정성 경계 영역을 변화시킴을 알 수 있었다.

75톤급 재생냉각 연소기 기술검증시제 연료 수류시험 및 차압 해석 (Fuel-Side Cold-Flow Test and Pressure Drop Analysis on Technology Demonstration Model of 75 ton-class Regeneratively-Cooled Combustion Chamber)

  • 안규복;김종규;임병직;김문기;강동혁;김성구;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.807-812
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    • 2011
  • 한국형발사체 1단에 사용될 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 기술검증시제를 설계, 제작하여 연료수류시험을 수행하였다. 가압압력을 조절하여 연료 유량을 변경함으로써 주어진 유량에서 발생하는 연소기 재생냉각 채널에서의 압력 손실을 측정하였다. 연소실 각 부에서의 압력 손실을 측정할 수 있었으며, 상당량의 압력 손실이 유속이 강한 연소실 노즐목부에서 발생함을 확인하였다. 주어진 연료 수류시험 조건에서 수력학 해석을 통하여 수력학 해석 방법의 정확도를 검증할 수 있었다.

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75톤급 재생냉각 연소기 기술검증시제 연료 수류시험 및 차압 해석 (Fuel-Side Cold-Flow Test and Pressure Drop Analysis on Technology Demonstration Model of 75 ton-class Regeneratively-Cooled Combustion Chamber)

  • 안규복;김종규;임병직;김문기;강동혁;김성구;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.56-61
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    • 2012
  • 한국형발사체 1단에 사용될 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 기술검증시제를 설계, 제작하여 연료 수류시험을 수행하였다. 가압압력을 조절하여 연료 유량을 변경함으로써 주어진 유량에서 발생하는 연소기 재생냉각 채널에서의 압력 손실을 측정하였다. 연소실 각 부에서의 압력 손실을 측정할 수 있었으며, 상당량의 압력 손실이 유속이 강한 연소실 노즐목부에서 발생함을 확인하였다. 주어진 연료 수류시험 조건에서 수력학 해석을 통하여 수력학 해석 방법의 정확도를 검증할 수 있었다.

액체로켓엔진에서 충돌형 분사기 형태의 연료과잉 가스발생기 연소특성 (Combustion Characteristics of Fuel-rich Gas Generator with Impinging Injector for a Liquid Rocket Engine)

  • 한영민;김승한;이광진;문일윤;설우석;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.64-70
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    • 2005
  • 본 논문에서는 충돌형 분사기를 장착한 연료 과잉 가스발생기에서 수행한 설계점 및 탈설계점 연소시험의 전반적인 결과에 대하여 논하였다. 가스발생기는 충돌형 분사기와 추진제 공급 메니폴드로 구성된 분사기 헤드, 물냉각 채널을 가진 연소실, 혼합을 증가시키는 turbulence ring, 온도 및 압력을 측정하는 링, 그리고 노즐로 구성되었다. 여러 운영조건에서 연소시험은 성공적이었으며 가스발생기 손상은 발생하지 않았다. 체류시간 4~6msec 정도에는 출구온도변화가 거의 없었지만 압력변동에 따라 출구온도는 변하였다. 측정되는 압력, 유량 그리고 노즐목 크기로 계산한 연소효율는 출구에서 측정한 온도의 제곱근에 비례하는 관계식을 저 혼합비 가스발생기에서도 갖고 있었다. 가스발생기의 O/F 비 변화에 가장 민감하게 출구온도가 변화하였으며 이에 대한 관계식을 도출하여 향후 설계 기초 자료로 활용되게 하였다.

고압 실물형 연소기의 저압 및 설계점 연소시험 (Combustion Experiments of a High Pressure Liquid Propellant Thrust Chamber)

  • 서성현;한영민;문일윤;이광진;송주영;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.269-273
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    • 2005
  • 실용형이라 할 수 있는 30 tonf급의 연소기가 설계/제작되어 연소 시험을 마쳤다. 첫 연소 시험은 연소기의 기능 점검을 위해 저유량 공급을 통한 저압 조건에서 이루어졌다. 설계 연소 조건은 저압 단계를 거쳐 도달하였으며, 모든 압력 및 추력 형성이 정상적으로 이루어졌다. 연소실 및 매니폴드에서 측정된 동압 또한 특별한 주파수 대역을 보이지 않으면서 안정적인 연소 특성을 보였으며 동압 섭동 세기가 허용 수준이내에서 발생하였다. 수회의 연소 시험 결과, 연소기의 물리적 손상은 발생하지 않았으며, 만족할 만한 기능적 특성을 나타내었다.

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