• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.5-8
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• 2013

The ignition of aluminum particles under high pressure and temperature conditions is studied. The laser ablation method is used to generate aluminum particles exposed to pressures ranging between 0.35 and 2.2 GPa. A continuous wave $CO_2$ laser is then used to heat surface of the aluminum target until ignition is achieved. We confirm ignition by a spectroscopic analysis of AlO vibronic band of 484 nm wavelength. The radiant temperature is measured with respect to various pressures for tracing of required heating energy for ignition. Then the ignition temperature is deduced from the radiant temperature using the thermal diffusion equation. The established ignition criteria for corresponding temperature and pressure can be used in the modeling of detonation behavior of heavily aluminized high explosives or solid propellants.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.737-744
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• 2011

탄화수소 계열의 점화원과 달리 선행 연구된 스팀 플라즈마 점화기를 이용한 알루미늄 분말의 지속 연소 성공을 바탕으로, 고온의 플라즈마를 이용한 알루미늄 분말의 점화 특성을 알아보기 위해 산화제가 없는 환경을 조성하여 점화 특성 확인 실험을 수행하였다. 아르곤 플라즈마를 이용하여 이전의 연소 실험과 동일한 4500 K의 온도 조건 및 이송 가스를 이용한 입자 공급 조건을 조성하여 실험을 수행하였으며, 플라즈마의 온도는 방출분광법을 사용하여 측정하였고 점화 특성은 SEM 촬영과 EDS 분석을 통해 비교 분석하였다. 고온의 플라즈마 제트 내부를 통과한 알루미늄 분말은 탄화수소 계열의 점화원과 다르게 급격한 기화로 인한 점화 촉진 효과를 확인 할 수 있었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.101-103
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• 2012

Characteristic of aluminum ignition under high temperature and high pressure is studied using lasers. The laser ablation method is used to generate aluminum particles exposed to a high pressure by using a nanosecond pulsed laser where the range of ablation pressure varies between 0.35 and 2.2 GPa. A $CO_2$ laser is used to supply radiative heat to the aluminum target surface for providing high temperature ranging between 5000~9300 Kelvin. The ignition is confirmed using spectroscopy analysis of AlO vibronic band 484 nm wavelength. Also the radiative temperature is measured in various high pressure range for tracing the ignition temperature in high pressure conditions.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.311-316
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• 2010

The ignition and the burning characteristics of aluminum and magnesium particles ($30-110{\mu}m$ in diameter) isolated due to electrodynamic levitation were experimentally investigated. The burning time, the ignition delay time, the flame temperature, and the flame diameter were measured. The thermal radiation intensity was measured using the photomultiplier tube and the combustion history was monitored by high-speed cinematography. Two-wavelength pyrometry measured the temperature of the burning particles. The burning times of aluminum particles were measured approximately 5 to 8 times longer than those of magnesium particles. Exponents of $D^n$-law, for the burning rate of magnesium and aluminum particles of diameters less than $110{\mu}m$, are found to be 0.6 and 1.5, respectively. The instant of aluminum ignition is clearly distinguished with the ignition delay time little less than 10 ms, however the burning history of magnesium particle exhibits no distinct instant of the ignition. The ignition delay time of magnesium particle (less than $110{\mu}m$) were approximately shown in the range from 50 to 200 ns. The flame temperatures of single metal particles are lower than the boiling point of the oxide. The nondimensional flame diameters for magnesium are decreased with increasing of the diameter. The nondimensional flame diameters for aluminum are not changed significantly.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.429-434
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• 2012

금속 연료로 사용되는 마이크로/나노 알루미늄 입자를 산화피막에 의한 점화 지연을 최소화 하는 점화 방법을 제시 하였다. 알루미늄 입자를 생성시킴과 동시에 가열하여 입자가 생성된 직후 산소와 접촉시 격렬한 산화 반응을 유도하여 점화를 시키는 방법이다. 1064 nm 파장의 Nd:YAG 펄스 레이저를 이용한 레이저 삭마(laser ablation)를 알루미늄 시편에 발생시켜 입자를 생성하였으며, 산란 기법(scattering method)을 이용하여 입자를 가시화하여 생성을 확인하였다. 10.6 ${\mu}m$ 파장의 $CO_2$ 연속 레이저를 사용하여 알루미늄 시편을 가열하고 생성된 입자의 점화 열원으로 사용하여 알루미늄 입자가 점화되고 연소되어 이동하는 궤적을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.88-95
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• 2019

수소 토치 점화 시스템은 순수한 알루미늄을 이용하여 점화가 가능하고 점화 방법이 간단해 알루미늄 연소 시스템으로 많이 사용되고 있다. 하지만 기존의 수소 토치 점화 시스템은 수소 공급을 위해 고압의 수소탱크가 필요해 무게가 무거워지는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 고체 화학수소화물인 $NaBH_4$를 이용한 수소 점화 시스템을 설계하였다. $NaBH_4$는 약 $500^{\circ}C$에서 열분해가 시작되고 수소가 발생한다. $NaBH_4$ 열분해 특성에 영향을 미치는 변인들을 분석하고, $NaBH_4$ 기반 수소 점화 시스템을 이용해 알루미늄 연소 실험을 수행하여 실제 시스템 적용 가능성에 대해 검증 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권6호
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• pp.60-65
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• 2021

본 논문에서는 추진기관에 충전된 추진제의 알루미늄의 조성 불균일에 따른 추진제의 점화 가능성을 확인하고자 하였다. 추진제 내부의 알루미늄의 불균일한 분포를 모사하기 위해 알루미늄 함량을 14~20%까지 임의로 변경하여 충격감도, 마찰감도 시험을 수행하였다. 충격감도를 측정한 결과 50% 기폭 에너지 및 최소 기폭 에너지는 알루미늄 함량과 무관하게 50 J 부근의 값을 가진다. 이는 알루미늄 함량이 증가하여도 충격 자극에 추진제가 민감해지지 않는다는 것을 의미한다. 반면에 마찰감도 결과에서는 알루미늄 함량이 증가할수록 50% 기폭힘과 최소 기폭힘이 감소하여 추진제가 민감해지는 것을 알 수 있었다. 이는 추진제 발화 시의 "Hot Spot" 모델에 따라 충격 자극보다 마찰 자극에 의해 추진제 내부의 공간이 순간적으로 압축이 되어 발화가 되는 것으로 추정된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.187-192
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• 2008

A simplified model for an isolated aluminum particle burning in air is presented. Burning process consists of two stages, ignition and quasi-steady combustion (QSC). In ignition stage, aluminum which is inside of oxide film melts owing to the self heating called heterogeneous surface reaction (HSR) as well as the convective and radiative heat transfer from ambient air until the particle temperature reaches melting point of oxide film. In combustion stage, gas phase reaction occurs, and quasi-steady diffusion flame is assumed. For simplicity, 1-dimesional spherical symmetric condition and flame sheet assumption are also used. Extended conserved scalar formulations and modified Shvab-Zeldovich functions are used that account for the deposition of metal oxide on the surface of the molten aluminum. Using developed model, time variation of particle temperature, masses of molten aluminum and deposited oxide are predicted. Burning rate, flame radius and temperature are also calculated, and compared with some experimental data.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.92-98
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• 2012

본 연구에서는 건축 외장재로 많이 사용되고 있는 알루미늄복합패널의 일반재와 난연재에 대한 실제 화재에서의 화재성상을 분석하기 위하여 실대형 시험(ISO 13785-2)을 수행하였다. 시험결과, 일반재인 경우 최고 온도가 210초에 $1,021^{\circ}C$가 측정되었으며, 난연재는 약 1,200초에 $1,190^{\circ}C$가 측정되었다. 화재성상은 알루미늄복합패널 중 난연재의 경우 착화가 더디게 진행되었으며, 일반재의 알루미늄복합패널은 연소착화와 동시에 화재가 빠르게 확산되었다. 일반재와 난연재의 알루미늄복합패널은 연소착화하는데는 분명한 차이를 보였지만, 일단 착화된 이후에는 수직화염의 확산의 연소형태는 일반재나 난연재 모두 빠르게 수직확산되는 비슷한 양상을 보였다. 이에 본 연구결과, 알루미늄복합패널에 대한 화재위험성을 줄이기 위해서는 난연재 사용을 적극적으로 유도하도록 하며, 또한, 일단 착화 후에는 이를 진압할 외장재 전용 소화설비의 적용이 시급함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.255-263
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• 2006

In order to measure the acoustic amplification factor of an Al/HTPB propellant, T-burner tests using pulsed DB/AB method were conducted. In the experiment, powdered aluminum content was varied to a certain extent. Simultaneous ignition on the internal surface of a propellant was achieved by the use of a fast ignition disk. From the experimental data, the damping factor for a non-zero aluminum content could not be calculated due to the fast attenuation of perturbed pressure. Therefore, the addition of aluminum particle was more than sufficient to stabilize pressure-coupled instability.