• 제목/요약/키워드: Recirculation air

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EXPERIMENTAL STUDY ON HOMOGENEOUS CHARGE COMPRESSION IGNITION ENGINE OPERATION WITH EXHAUST GAS RECIRCULATION

  • Choi, G.H.;Han, S.B.;Dibble, R.W.
    • International Journal of Automotive Technology
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    • 제5권3호
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    • pp.195-200
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    • 2004
  • This paper is concerned with the Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) engine as a new concept in engines and a power source for future automotive applications. Essentially a combination of spark ignition and compression ignition engines, the HCCI engine exhibits low NOx and Particulate Matter (PM) emissions as well as high efficiency under part load. The objective of this research is to determine the effects of Exhaust Gas Recirculation (EGR) rate on the combustion processes of HCCI. For this purpose, a 4-cylinder, compression ignition engine was converted into a HCCI engine, and a heating device was installed to raise the temperature of the intake air and also to make it more consistent. In addition, a pressure sensor was inserted into each of the cylinders to investigate the differences in characteristics among the cylinders.

배기가스 재순환장치 효율 증대 방안 (The Plan to Increase Efficiency of Exhaust Gas Recirculation System)

  • 김광수;정순석;허윤복
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.185-194
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    • 2014
  • Internal engine is the main power source of vehicle and is the main source of air pollution. To satisfy this getting rigorous emission regulation, it must be solved simultaneously the dilemma of reducing emission gas and increasing heat efficiency. Diesel engine is preferred compare with gasoline engine in aspect of energy consumption but it must be solved reducing the containing of NOx, CO and HC. In this study: 1. Looking for alternative of performance improvement of Exhaust Gas Recirculation(EGR) which is emission gas reduction system. 2. Reducing malfunction of controlling emission gas. 3. Made possible precision control.

순산소 및 배가스 재순환 연소 기술 (Oxy-Fuel and Flue Gas Recirculation Combustion Technology: A Review)

  • 김현준;최원영;배수호;신현동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권10호
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    • pp.729-753
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    • 2008
  • Oxy-fuel combustion is a reliable way for the reduction of pollutants, the higher combustion efficiency and the separation of carbon dioxide. The review of recent research trends and the prospects of oxy-fuel combustion were presented. The difference in characteristics among oxy-fuel combustion, conventional air combustion, oxy-fuel combustion with flue gas recirculation (FGR) technique was investigated. Recent experiments of oxy-fuel combustion with/without FGR were surveyed in various ways which are optimized burner design, flame characteristics, the soot emission, the radiation effect, the NOx reduction and the corrosion of combustor. Numerical simulation is more important in oxy-fuel combustion because flame temperature is so high that conventional measurement devices have a restricted application. Equilibrium and non-equilibrium chemical reaction mechanisms for oxy-fuel combustion were investigated. Combustion models suitable for the numerical simulation of non-premixed oxy-fuel flame were surveyed.

메소 스케일 사각 채널 내 예혼합 화염의 거동에 미치는 벽면 물성의 영향에 관한 실험적 연구 (Experimental Study of Material Effects on the Flame Behaviors in Meso-scale Rectangular Channels)

  • 곽영태;이대근;고창복
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.97-98
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    • 2013
  • Flame behaviors in meso-scale rectangular channels are largely influenced by heat recirculation through wall. In order to investigate the effects of wall thermal property on the heat recirculation and flame behaviors, meso-scale rectangular channels, of which upper and lower walls are made of quartz, stainless steel and silicon carbide and front and rear walls of quartz for flame visualization, were fabricated in this study. As a result, characteristic mixture velocities of propane-air flame, such as transition, stationary, and instability onset velocities, were measured for each channel and various mixture conditions. The results show that thermal conductivity has a close relationship to the characteristic velocities.

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양쪽 출구가 트인 배기가스 재순환 버너의 연소 유동 특성에 관한 연구 (A Study of the Combustion Flow Characteristics of a Exhaust Gas Recirculation Burner with Both Outlets Opening)

  • 하지수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.696-701
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    • 2018
  • 연소 반응 시 발생하는 질소산화물은 산성비와 미세먼지 발생에 많은 영향을 미치는 물질이다. 이에 대한 저감 방법으로 고비용의 탈질설비 대신 지연연소 등의 방법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이러한 연구들 중에 적은 양의 공기로 많은 양의 배기가스를 재순환 할 수 있는 코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 연소에 대한 연구가 최근에 이루어지고 있다. 본 연구에서는 배기가스 재순환 배관에 코안다 노즐을 사용하여 배기가스를 재순환하는 재순환 버너의 양쪽 출구가 트인 형상에 대하여 전산유체해석을 통해 연구를 수행하였으며 연소 유동의 압력, 유선, 온도, 연소 반응 속도와 질소산화물의 분포 특성을 살펴보았다. 배기가스를 재순환하여 연소용 공기와 혼합된 기체가 원통의 접선방향으로 유입되어 연료노즐 출구 부근에서 압력이 낮은 영역이 존재하고 이에 따라 원통 버너의 중심부근에는 버너의 가운데 부분으로 역류가 형성되며 가장자리 부분으로 배기가스가 배출되는 것을 확인하였다. 배기가스가 유입되는 부분이 버너의 오른쪽에 있어서 버너의 오른쪽으로 연소반응이 일어나며 상대적으로 온도분포와 NOx 분포가 높게 나타났다. 연소용 공기비를 1.0에서 1.8까지 변화하여 NOx 생성을 관찰한 결과, 공기비가 1.0에서 1.5까지는 평균 NOx 생성이 감소하다가 공기비가 1.8일 때 급격히 증가하는데 이는 NOx 생성 반응은 온도의 지수승에 비례하게 되는데 공기비가 1.5이상이 되면서 온도의 영향을 많이 받아서 NOx 생성 반응이 오른쪽 영역에서 급격히 증가하는 것으로 판단된다.

코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 버너의 연소 유동 특성 및 NOx 저감에 관한 연구 (A Study on the Combustion Flow Characteristic and NOx Reduction of the Exhaust Gas Recurculation Burner using Coanda Nozzles)

  • 하지수
    • 한국가스학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.53-60
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    • 2017
  • 연소로에서 질소산화물을 저감하기 위하여 여러 가지 방법으로 연구가 진행되어 오고 있는데 그 중에 배기가스를 재순환하여 저감하는 방법이 있다. 본 연구는 배기가스를 재순환하는 방법으로 연소로 외부에 코안다 노즐을 이용하여 배기가스를 재순환 유입하는 방법을 사용하였다. 코안다 노즐을 이용하여 배기가스를 재순환하고 혼합가스는 연소로 접선 방향으로 투입하여 선회유동을 유발하는 특징을 가지는 배기가스 재순환 버너이다. 이러한 버너에서 연소로 내의 선회 유동 특성을 살펴보고 온도와 반응속도 분포를 살펴봄으로써 코안다 노즐을 이용한 재순환 버너의 연소 유동 특성을 규명하였다. 과잉공기계수와 코안다 노즐 간격을 변화하여 배기가스 재순환 유입량 특성을 살펴보았으며 과잉공기계수를 증가하면 재순환 유입량비가 증가하였고 코안다 노즐 간격을 증가하면 코안다 노즐 공기 출구에서 속도가 낮아져서 재순환 유입량이 감소한다는 특성을 알았다. 배기가스 출구에서 평균온도는 코안다 노즐 간격 변화에 거의 무관하며 과잉공기계수 증가에 따라 감소하는 것을 알았다. 이러한 특성으로 배기가스 출구에서 NOx 농도는 과잉공기계수 증가에 따라 현저히 감소하고 코안다 노즐 간격에는 상대적으로 영향이 적은 것으로 나타났다.

둔각 물체를 이용한 엔진 나셀 화재 소화 특성 (The Characteristic of Extinguishment of Engine Nacelle Fire Using a Bluff Body)

  • 이정란;이의주
    • 한국안전학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.20-25
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    • 2012
  • The purpose of the study is to assess the extinguishing concentration of inert gases in engine nacelle fire. The experiment was performed with a two dimensional rectangular bluff body stabilized flames, where the fuel was ejected to counter flow and co-flow against an oxidizer stream. Two inert gases, $CO_2$ and $N_2$, were used for extinguishing agent in the oxidizer and methane was used for fuel. The main experimental parameters were the direction of injecting fuel, the kinds of agent and the velocity ratio between air and fuel streams, which controlled the mixing characteristic near bluff body and the strength of recirculation zone in the downstream. The result shows the flame structure and the mode were strongly dependent with fuel/air ratio and the fuel jet direction. For both flow configurations, the extinguishing concentration of $CO_2$ was smaller than the $N_2$ because of the large heat capacity of $CO_2$. However, the concentration of inert gasesat blowout was much smaller than those in the cup burner and coflow jet diffusion flames, which implies that the extinction mechanism of bluff body stabilized flames was mainly due to the aerodynamic aspect. Compared to co-flow fuel injection, the extinguishing concentration of inert gases under counter flow configuration was lower. The effect of direction might result from the mixing characteristic and strength of recirculation zonearound a bluff body. More details should be investigated for the characteristic of recirculation zone in the wake of bluff body using the LES(Large Eddy Simulation).

화재화염이 유동 및 $CO_2$소화제 전달특성에 미치는 영향 (The Effect of Fire Plume on the Characteristics of Air Flow and $CO_2$Extinguishant Transfer)

  • 박찬수;최주석
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.33-43
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    • 2002
  • 선박기관실과 유사한 공간내로 $CO_2$소화제를 분사했을 때 화재화염이 공기유동 및 $CO_2$소화제전달 특성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 노즐 위치에 따라 유동장과 $CO_2$농도장을 계산하였다. 한 경우를 제외한 모든 경우에서 시계방향과 반시계방향 재순환 유동이 노즐 좌, 우측영역에 형성되었으며, 이러한 재순환 유동이 질량전달과 $CO_2$소화제 확산경로에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 화재화염이 위치한 1층 영역에서는 $CO_2$소화제 확산경로가 재순환 유동 확장경로와 일치하였다.

메탄-공기 예혼합 선회화염에서 수소첨가와 선회강도 영향에 관한 연구 (A Study on the Effects of Hydrogen Addition and Swirl Intensity in CH4-Air Premixed Swriling Flames)

  • 김한석;조주형;김민국;황정재;이원준
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.593-600
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    • 2019
  • The combustion characteristics of methane/hydrogen pre-mixed flame have been investigated with swirl stabilized flame in a laboratory-scale pre-mixed combustor with constant heat load of 5.81 kW. Hydrogen/methane fuel and air were mixed in a pre-mixer and introduced to the combustor through a burner nozzle with different degrees of swirl angle. The effects of hydrogen addition and swirl intensity on the combustion characteristics of pre-mixed methane flames were examined using particle image velocimetry (PIV), micro-thermocouples, various optical interference filters and gas analyzers to provide information about flow velocity, temperature distributions, and species concentrations of the reaction field. The results show that higher swirl intensity creates more recirculation flow, which reduces the temperature of the reaction zone and, consequently, reduces the thermal NO production. The distributions of flame radicals (OH, CH, C2) are dependent more on the swirl intensity than the percentage of hydrogen added to methane fuel. The NO concentration at the upper part of the reaction zone is increased with an increase in hydrogen content in the fuel mixture because higher combustibility of hydrogen assists to promote faster chemical reaction, enabling more expansion of the gases at the upper part of the reaction zone, which reduces the recirculation flow. The CO concentration in the reaction zone is reduced with an increase in hydrogen content because the amount of C content is relatively decreased.

셀 입구 예열방법에 따른 고체산화물 연료전지/가스터빈 하이브리드 시스템의 성능해석 (Performance Analysis of Solid Oxide Fuel Cell/Gas Turbine Hybrid Systems for Different Cell Inlet Preheating Methods)

  • 양원준;김동섭;김재환
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.1664-1669
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    • 2004
  • Design analysis of the solid oxide fuel cell and gas turbine combined power system is performed considering different methods for preheating cell inlet air. The purpose of air preheating is to keep the temperature difference between cell inlet and outlet within a practical design range. Three different methods are considered such as a burner in front of the cell, a preheater in front of the cell and recirculation of the cathode exit gas. Analyses are carried out for two maximum cell temperature differences. The greater temperature difference ensures higher efficiency. The cathode exit gas recirculation exhibits better performance than other methods.

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