• 에너지공학
• /
• 제11권2호
• /
• pp.166-177
• /
• 2002

본 연구는 화염안정을 위해 약간의 메탄을 첨가한 1차원, Hat, 예혼합, 층류 석탄-공기 화염구조에 관한 연구로서 반응영역을 늘리기 위해 0.3 atm에서 운전되는 저압버너를 사용하였다. 본 연구에서는 가스 온도, 주요가스의 농도, 샘플된 촤의 분석과 화염속도에 대하여 여러 모델들의 해석결과를 실험결과와 서로 비교하였다. 여러 모델중 촤 표면적 지수(S=4)와 휘발성분에 대해 각각의 탈휘발화 속도상수를 적용한 model II $I^{*}$ -d가 실험치와 비교적 일치함을 보여주었다. 샘플된 촤의 분석 결과 입자의 반응이 낮게 예측되어져 촤 표면적지수를 증가시켜야만 했다. 이 지수는 촤의 반응 표면적에 대한 민감도 분석으로부터 얻어진 결과였고 model II $I^{*}$ -d의 화염속도 해석결과는 대부분의 측정치에 근접한 결과를 보여주고 있다. 고체 입자 직경은 열적 지연과 반응표면적을 통하여 탈휘발화율과 촤 산화에 큰 영향을 주며 이는 곧 화염속도에 영향을 주고 있음을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제46권3호
• /
• pp.561-566
• /
• 2008

석유코크스의 연료적 가치에 대한 관심이 증가하여, 세계적으로 정유공정이나 발전용으로 석유코크스 가스화 플랜트 적용 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 1톤/일 규모의 석탄가스화 시스템을 활용하여 석유코크스 가스화를 위한 요소기술을 개발하고자 하였다. 석유코크스는 반응성이 낮아 가스화를 위한 산소소모량이 석탄보다 많이 소요되었으며, 석유코크스와 석탄을 각각 50%로 혼합한 연료의 경우, 합성가스 발열량은 $6.7{\sim}7.2MJ/Nm^3$ 수준을 보였다. 가스화 성능 면에서 전환율은 산소량 증가에 따라 92%이상까지 도달할 수 있었지만, 냉가스효율은 석탄보다 낮은 수준의 결과를 보였다. 이는 반응성이 낮은 석유코크스의 경우 가스화 성능 향상을 위해 버너 노즐부위에 대한 미립화 설계 보완이 필요한 것으로 파악되었다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.88-94
• /
• 1997

플라즈마 용사법(plasma spray method)으로 제작된 상용 가스 터빈 연소기의 finned segment의 열차폐용 코팅계, ZrO2-8wt%Y2O3 top coat/Ni-26Cr-5Al-0.5Y bond coat/Hastelloy X superalloy 기판에서 NiCrAlY bond coat의 산화 거동과 열피로 파괴에 대하여 조사하였다. 생성된 bond coat의 주산화물은 NiO, CrO2, Al2O3였다. ZrO2/bond coat계면에서 생성된 산화물의 분포는 고온에서의 사용 전에 이 계면 아래에 얇은 층의 Al2O3가없는 곳에서는 NiO 산화층 및에 Cr2O3와 Al2O3가 혼합된 형태를 나타내었다. 열피로에 의해 박리된 시편의 파면을 관찰한 결과, 파괴는 주로 ZrO2/산화층 계면보다 세라믹층내로 약간 치우쳐서 일어나지만, 산화층 내에서도 약간 일어남을 알 수 있었다.

• 에너지공학
• /
• 제26권4호
• /
• pp.118-126
• /
• 2017

본 연구에서는 석탄화력보일러에서 고수분탄 및 건조석탄 사용이 연소와 배기배출 특성에 미치는 영향에 대한 전산해석 연구를 수행하였다. 대상 보일러 설계 조건의 성능데이터를 기준으로 보일러 해석 모델 결과를 검증하였으며, 역청탄과 고수분탄 및 건조석탄을 혼소하는 조건에 대한 계산을 수행하였다. 고수분탄 혼소 비율이 높아질수록 가스 수직속도는 증가하였으며, 이는 연료의 노내 체류시간을 줄여 보일러 연소성에 영향을 미칠 것으로 판단된다. 건조석탄을 혼소할 경우 역청탄과 유사한 연소 및 배기배출 특성을 보였다. 고수분탄 혼소 비율이 높아질수록 수분영향에 의해 버너영역에서 연소반응 및 NOx 생성은 감소하였으며, OFA(Over-fire air) 이후에 가스온도와 NOx 생성이 높아지는 결과를 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제25권1호
• /
• pp.59-71
• /
• 2014

An experimental study has been conducted to investigate the heat transfer characteristics of laminar syngas/air mixture with 10% hydrogen content impinging normally to a flat plate of cylinder. Effects of impinging distance, Reynolds number and equivalence ratio as major parameters on heat fluxes of stagnation point and radial direction were examined experimentally by the direct photos and data acquisitions from heat flux sensor. In this work, we could find the incurved flame behavior of line shaped inner top-flame in very closed distance between flat plate and burner exit, which has been not reported from general gas-fuels. There were 3 times of maximum and 2 times minimum heat flux of stagnation point with respect to the impinging distance for the investigation of Reynolds number and equivalence ratio effect. It was confirmed that the maximum heat flux of stagnation point in 1'st and 2'nd peaks increased with the increase of the Reynolds number due to the Nusselt number increment. There was a third maximum rise in the heat flux of stagnation point for larger separation distances and this phenomenon was different each for laminar and turbulent condition. The heat transfer characteristics between the stagnation and wall jet region in radial heat flux profiles was investigated by the averaged heat flux value. It has been observed that the values of averaged heat flux traced well with the characteristics of major parameters and the decreasing of averaged heat flux was coincided with the decreasing trend of adiabatic temperature in spite of the same flow condition, especially for impinging distance and equivalence ratio effects.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제30권6호
• /
• pp.593-600
• /
• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제48권2호
• /
• pp.129-139
• /
• 2010

석탄으로부터 수소, 일산화탄소 등의 가스 연료를 생산하기 위하여 개발된 석탄 가스화 공정은 이산화탄소 저장, 환경 유해 물질 저감 등의 우수성으로 인하여 최근 세계 각국에서 앞다투어 개발에 나서고 있다. $75{\mu}m$ 이하의 미분탄을 이용하는 분류층 가스화 공정은 용량의 대형화가 쉽고, 에너지 전환 효율이 우수하여 석탄가스화복합발전(IGCC) 등에 널리 이용되고 있다. 특히 석탄슬러리를 원료로 사용하는 습식 분류층 가스화 공정은 기술적으로 성숙되어 가장 많이 보급되고 있다. 본 논문에서는 습식 분류층 가스화 공정을 이루는 석탄전처리, 버너, 가스화기, 슬래그용융, 가스화 운전 특성과 설계 및 해석을 위한 수치모사 등의 요소기술 개발 현황을 고찰하였다. 습식 석탄가스화는 IGCC 플랜트에서 뿐만 아니라 합성석유, SNG, 화학원료 제조용으로 활용될 수 있으며 융합 공정, 연료 다변화 등에 대응하기 위하여 요소기술별 추가적인 기술개발이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.29-36
• /
• 2016

PURPOSES: The objective of this study is to determine the milling temperature that minimizes the binder-induced damage to the aggregate; this is achieved by evaluating the temperature dependence of the viscosity of the asphalt binder, with the aim of developing an effective heating process for warm in-place recycling. METHODS : The validity of the indoor test was confirmed by conducting an internal heating test based on the on-site heating test. In addition, the adhesive power of the binder was measured at various temperatures ($30^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $60^{\circ}C$, $70^{\circ}C$) via three types of measuring methods. RESULTS: The surface temperature spectrum of field test was slight different with that of laboratory test. But, the spectra of inner temperature between the field and the laboratory was almost similar. Also, the adhesion of the asphalt binder was measured from $30^{\circ}C$ to $70^{\circ}C$. The adhesion of the binder was significantly decreased from $60^{\circ}C$. Contrary to other temperature, the adhesion was slightly changed from $60^{\circ}C$ to $70^{\circ}C$. Also the inner temperature between two different heating methods was shown similar temperature spectra. CONCLUSIONS: The pavement heating temperature spectrum of hot in place recycling method was simulated by a laboratory test. Based on this study, the optimum temperature was $60^{\circ}C{\sim}70^{\circ}C$ for reducing aggregate damage during milling process. The susceptibility heating method developed in this study can be maintained the optimum inner temperature range.

• 한국추진공학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.1-8
• /
• 2016

초음파 진동자에 의해 미립화된 탄화수소계 액체연료를 연소시키는 버너의 연소장을 가시화시키기 위한 실험이 수행되었다. 초고속카메라와 열화상 카메라를 이용하여 화염형상 및 연소장 이미지를 획득하였으며, 후처리를 통해 화염과 연소장의 구조 및 거동을 면밀히 분석하였다. 수송기체 유량이 증가하면 연소반응이 촉진되어 연소영역이 신장되고, 반응온도가 증가하였다. 또한, 시간에 따른 가시화염과 IR 연소장의 거동변화를 비교분석하여 화염의 진동특성을 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.1-10
• /
• 2018

초음파 진동자에 의해 미립화된 탄화수소계 액체연료를 분사하는 버너에서 생성되는 화염의 거동을 고찰하기 위한 실험이 수행되었다. 고속카메라와 열화상 카메라를 이용하여 slit-jet 버너에서 생성된 화염과 연소장 이미지를 획득하였으며, 후처리 과정을 통해 화염과 연소장의 구조변이를 면밀히 분석하였다. 그 결과, 수송기체 유량이 증가하면 연소반응이 촉진되어 연소반응영역이 신장되고, 반응온도가 증가하였다. 또한, 시간 변화에 따른 가시화염과 IR 연소장의 거동변화 비교를 통해 화염의 진동원인을 고찰하였으며, 화염면적의 FFT분석을 통해 생성화염의 진동주파수도 확인하였다.