• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.220-229
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• 2016

A numerical study on lifted flame structure in impinging jet geometry with syngas composition ratio was investigated. The numerical calculations including chemical kinetic analysis were conducted using SPIN application of the CHEMKIN Package with Davis-Mechanism. The flame temperature and velocity profiles were calculated at the steady state for one-dimensional stagnation flow geometry. Syngas mixture compositions were adjusted such as $H_2:CO=10:90(10P)$, 20 : 80 (20P), 30 : 70 (30P), 40 : 60 (40P), 50 : 50 (50P). As composition ratios are changed from 10P to 50P, the axial velocity and flame temperature increase because the contents of hydrogen that have faster burning velocity increase. This phenomenon is due to increase in good reactive radicals such as H, OH radical. As a result of active reactivity, the burning velocity is more faster and this is confirmed by numerical methods. Consequently, combustion reaction zone was moved to burner nozzle.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권6호
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• pp.284-291
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• 2018

Ball-milling for reactant powders in advance and using an induction heating system for Ni-Al intermetallic coating process are known to enhance the reactivity of combustion synthesis. In this work, the effects of the charging weight ratio of ball to powder in ball-milling for reactant Ni-Al powders and the synthesizing temperature in induction heating on sliding wear behavior of the coating layers are investigated. Sliding wear behavior of the coating layers is examined against a tool steel using a pin-on-disc type sliding wear machine. As results, wear of the coating layer ball-milled without ball was severely worn out at the sliding speed of 2m/s, regardless of the synthesizing temperature in induction heating. However, the wear rate of the coating layers at the sliding speed was remarkably decreased with increasing the charging weight ratio of ball in ball-milling for reactant powders. This can be explained by the fact that the void in the coating layer is disappeared and the coating layer is densified by the ball-milling. The evidence showed that pitting damages were disappeared on the worn surface of ball-milled coating layer. Consequentially, the Ni-Al intermetallic coating layer could have better wear resistance at all sliding speed ranges with the ball-milling for reactant powders in advance.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.212-217
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• 2014

재생공정에서 황화 된 탈황흡수제의 재생을 위하여 산소는 산화제로 사용되었다. 재생공정에서 미량의 미 반응 산소는 직접 황 회수 공정으로 유입된다. 그러나, $SO_2$ 환원을 위한 반응성은 미 반응 산소의 다양한 이유에 의해서 저하된다. $SO_2$ 환원을 위한 반응성 실험을 위해 Sn-Zr계 촉매가 사용되었으며, $SO_2$와 $O_2$는 각각 5.0 vol%와 4.0 vol%로 고정하였고 $300-450^{\circ}C$와 1-20 atm에서 수행되었다. 본 연구에서는 고온건식 탈황공정의 직접 황 회수공정에 유입되는 미 반응산소에 의한 촉매반응성 저하에 미치는 영향을 조사하였다. $SO_2$ 환원으로 생성된 원소 황은 미 반응산소에 의해서 재산화되고, redox반응기구에서 Sn-Zr계 촉매의 빈 격자 산소자리가 미 반응산소에 의해서 재산화되므로 $SO_2$ 전화율은 감소되는 것으로 판단된다. 한편 환원제로써 공급된 CO는 미 반응산소에 의해서 산화되어 연소열에 의해 촉매 충전 층 온도가 상승되기도 한다. 결과적으로 충전 층의 빠른 온도상승은 활성 물질을 소결시켜 촉매의 비활성화를 초래하게 된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.207-213
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• 2018

최근 환경오염물질의 배출을 감소시킬 수 있는 순환유동층 보일러가 화력발전시설로서 점차 많이 사용되고 있다. 그러나 순환유동층보일러에서 발생하는 플라이 애시는 낮은 $SiO_2$와 상대적으로 높은 MgO와 $SO_3$ 함유량을 갖고 있으며, 또한 플라이 애시에 포함된 free CaO는 시멘트의 초기팽창 또는 급격한 초기응결을 발생시킬 수 있는 위험이 있다. 따라서 기존의 미분탄연소 (PCC) 플라이 애시와 순환유동층(CFBC) 플래이애시를 콘크리트분야에서 같이 활용할 수 있도록 KSL5405가 개정 발표되었다. 본 연구에서는 PCC와 CFBC 플라이 애시를 사용한 혼합시멘트를 제조하여 화학적성질과 역학적 성질을 분석하였다. CFBC 플라이 애시만을 혼합된 시멘트의 경우에는 OPC와 비교하여 강도는 낮아지는 반면, 높은 경시변화 특성을 나타내었으나, PCC와 CFBC를 혼합한 시멘트의 경우에는 PCC 플라이 애시만을 사용한 경우와 비교하여 강도가 높은 것으로 분석되었다. 실험결과로부터 CFBC 플라이 애시는 재료안전성과 요구되는 재료성능을 확보하기 위해 PCC와 같이 사용하여야 하는 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.451-464
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• 2014

본 연구에서는 HCCI엔진의 과급조건에서 EGR의 영향에 대하여 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 수치해석은 CHEMKIN-PRO에 있는 single-zone model을 사용하였고 연료로는 N-heptnae, Iso-octane 그리고 PRF50을 사용하였다. 사용된 연료의 화학반응 매커니즘과 열역학적 변수들은 Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL)의 모델을 사용하였다. 연소상의 변화는 열효율에 큰 영향을 미치게 되므로 이영향을 배제하기 위해 본 연구에서는 CA50을 $365^{\circ}CA$($5^{\circ}CA$ aTDC)로 일정하게 고정하였다. 연구결과 EGR의 영향으로 줄어든 산소의 영향에 의해 저온산화반응과 NTC, 고온산화반응이 모두 약화되고 열발생률이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 과급과 EGR을 함께 사용하게 되면 과급에 의해 증가한 산소량과 연료의 영향으로 인해 연소가 강화되어 저온산화반응, NTC, 고온산화반응이 강화되고 열 발생률이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. EGR만을 사용하는 경우 IMEP가 감소하는 경향을 나타내지만 과급과 EGR을 함께 사용하는 경우 과급의 영향으로 인해 IMEP가 크게 증가하여 낮은 압력상승률과 높은 출력을 함께 얻을 수 있는 것을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.204-210
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• 2020

본 연구에서는 F-T 공정을 통해 합성하여 제조한 바이오항공유(Bio-7629, Bio-5172)와 기존에 사용 중인 석유계항공유(Jet A-1)의 점화특성을 비교하여 분석하였다. Combustion research unit (CRU) 장비를 활용하여 각 항공유의 점화지연시간을 측정하였고, 그 결과를 연료의 물성 및 구성 화합물에 대한 분석을 통해 해석하고자 하였다. 점화지연시간은 Bio-5172가 가장 짧게 측정되었으며 Jet A-1이 가장 길게 측정되었다. 이는 물리적 점화지연시간에 영향을 줄 수 있는 연료의 물성 측면에서 Jet A-1이 가장 큰 표면장력을 가지며 Bio-5172가 가장 낮은 점도를 갖기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 각 연료를 구성하는 화합물의 종류 및 비율에 대하여 분석한 결과, 실험 대상 바이오항공유에 없는 방향족화합물이 Jet A-1에는 약 22.8%의 비율로 존재함을 확인하였다. 이는 산화 과정 시에 비교적 반응성이 낮은 benzyl radical을 생성하여 점화지연시간이 길게 측정되는 데에 영향을 주는 것으로 판단된다. Bio-7629와 Bio-5172는 paraffin으로만 구성되어 있으며, n-/iso-의 값은 각각 0.06, 0.80으로 큰 차이를 보였다. 가지화 된 정도가 낮은 paraffin일수록 산화 시에 생성되는 peroxy radical의 이성질화가 빠르게 진행되어 점화의 전파속도 또한 빨라진다. 따라서 n-paraffin의 함량이 비교적 높은 Bio-5172의 경우에 점화지연시간 또한 짧게 측정된 것으로 해석된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.185-192
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• 2010

매체 순환식 연소는 연소 공정 자체에서 질소 산화물 생성이나 부가적인 에너지 소비 없이 이산화탄소 분리가 이루어지는 신공정이다. 이 공정은 금속 산화물 입자가 두 개의 반응기를 순환하며 산화와 환원을 거치는 과정으로 구성되어 있다. 이 연구에서는 bentonite에 담지된 산화철 산소 공여 입자의 반응 속도 식을 shrinking core 모델을 통하여 수립하였다. 반응성 결과를 바탕으로 반응기 설계 기준인 고체 순환량과 입자 충전량을 도출하였다. 매체 순환식 연소 공정의 적용을 위하여 두 가지 형태의 연결된 유동층 즉, 상승관과 기포 유동층이 각각 한 개씩인 형태, 상승관 한 개와 기포 유동층이 두 개로 구성된 형태로 시스템을 설계하였다. 고체 순환량은 loop-seal을 통하여 $30kg/m^2s$ 정도까지 변화시켰다. 고체 순환량은 loop-seal의 기체 주입량이 증가할수록 증가하였으며 보조 기체를 주입하면 그 양이 더 증대되었다. 고체 순환량이 증가함에 따라 상승관 내부의 고체량은 증가하였다. 상승관으로부터 다른 반응기로의 기체 누출량은 1% 미만의 수준이었다.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.279-284
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• 1999

국내 무연탄의 질소 산화물과의 반응 특성을 알아보기 위하여 열중량분석기에서 등온 반응 실험을 행하였다. 사용 무연탄은 도계무연탄이며, 순수한 탄소인 SP-1 흑연이 비교 시료로 선택되었다. 탄소-NO 및 탄소-$N_2$O 반응은 55$0^{\circ}C$~90$0^{\circ}C$범위의 등온 조건과 기체 분압 5kPa~20 kPa조건에서 온도와 기체 분압의 영향을 실험하였다. NO 반응에서는 NO 분압에 대한 차수는 0.45~0.96 범위이었고, 활성화에너지는 39 kJ/mol~112 kJ/mol 범위의 값을 나타내었다. $N_2$O 반응에서는 $N_2$O 분압에 대한 차수는 0.62~0.87 범위이고, 활성화에너지는 190 kJ/mol~215.3 kJ/mol 범위의 값을 나타내었다. 무연탄 연소반응과 비교하면 $700^{\circ}C$ 이하에서는 $O_2$>NO>$N_2$O 순으로 반응속도가 변화하였고, $700^{\circ}C$ 이상에서는 $O_2$>$N_2$O>NO 순으로 반응속도가 빠르게 나타났다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2001년도 제23회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.169-178
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• 2001

Among the recent research ideas to reduce hydrocarbon emissions emitted from SI engines till light-off of catalyst since cold start are those exploiting non-thermal plasma technique and photo-catalyst that draws recent attention by virtue of its successful application to practical use to clean up the atmosphere using the feature of its relative independence on temperature. Based on the previous research results obtained with model exhaust gases using an experimental emissions reduction system that utilizes the non-thermal plasma and photo-catalyst technique, further investigation was conducted on a production N/A 1.5 liter DOHC engine during cold start to warm-up. For the effects of non-thermal plasma-photocatalyst combined reactor, 10% concentration reduction was achieved with the fuel component paraffins, and the large increase in non-fuel paraffinic components and acetylene concentrations were similar to those of base condition. However the absolute value was locally a bit higher than those of base condition since the products was made from the dissociation and decomposition of highly branched paraffins by plasma-photocatalyst reactor. Olefinic components were highly decomposed by about 75%, due to these excellent decompositions of olefins which have relatively high MIR values, and the SR value was 1.87 that is 30% reduction from that of base condition, then, the photochemical reactivity was lowered.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.534-545
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• 2011

This paper describes the evaluation of kinetic parameters for pyrolysis and carbon char oxidation of residual oil. The non-isothermal pyrolysis of residual oil was carried out with TGA (Thermo-Gravimetric Analyzer) at heating rate of 2, 5, 10 and $20^{\circ}C/min$ up to $800^{\circ}C$ under N2 atmosphere. The first order and nth order pyrolysis models were used to fit the experimental data, and the nth order model was turned out to follow the experimental data more precisely than the first order model. For carbon char oxidation experiment, TGA and four heating rates used in pyrolysis experiment were also adapted. The kinetic parameters for the residual carbon char particle were obtained with three char oxidation model, that is, volume reaction, grain and random pore model. Among them, the random pore model described the char oxidation behaviour quite well, compared to other two models. The non-linear regression method was used to obtain kinetic parameters for both pyrolysis and carbon char oxidation of residual oil.