• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.36-40
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• 2015

본 연구에서는 소형(1L 미만) 재충전 가능 프로판 용기의 안전성을 향상시키기 위하여, 화염 노출 시나리오에 대한 실험을 실시하였다. 화염에 노출된 용기는 내부 프로판의 액팽창에 의해 내압이 급격히 상승하게 되어 파열의 가능성이 존재한다. 따라서 내부의 과압을 해소시키기 위한 열 감응식 안전밸브를 부착하여, 용기가 파열되지 않고 내부 프로판을 외부로 분출하도록 유도하였다. 용기를 감싼 화염의 온도는 평균 $600^{\circ}C$였으며, 안전밸브를 통해 분출되는 프로판이 2차 연소를 유발하여 최대 $700^{\circ}C$까지 상승하였다. 그 결과 용기의 변형은 발생하였지만, 파열은 일어나지 않았다. 프로판용 압력용기의 화염시험 규정이 존재하지 않는 만큼, 화염에 노출 가능성이 존재하는 레저용 용기에 대한 선행연구로써, 본 연구의 결과는 추후 프로판 압력용기의 성능 평가에 있어 중요한 자료가 될 것으로 기대한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권3호
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• pp.417-423
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• 2005

This paper describes the engine performance of a Homogeneous Charge Compression Ignition(HCCI) engine according to Exhaust Gas Recirculation(EGR), cylinder-to-cylinder, fuel of propane and butane. HCCI engines are being considered as a future alternative for diesel and gasoline engines. HCCI engines have the potential for high efficiency, very low NOx emissions and very low particulate matter(PM). On experimental work, we have done an evaluation of operating conditions in a 4-cylinder compression engine. The engine has been run with propane and butane fuels at a constant speed of 1800rpm. This work is intended to investigate the HCCI operation of the engine in this configuration that has been modified from the base diesel engine. The performance and emissions of the engine are presented. In this paper, the start of combustion(SOC) is defined as the $50{\%}$ point of the peak rate of heat release. SOC is delayed slightly with increasing EGR. As expected, NOx emissions were very low for all EGR range and nbuned HC and CO emission levels were high. CO and HC emissions are lower with using propane than butane as fuels of HCCI engines.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.16-20
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• 2014

본 논문에서는 현재 캠핑 문화의 확산에 따라 수요가 증가하는 LGP 재충전 용기에 관한 내압성능을 실험적으로 검증하였다. 겨울철에 부탄가스는 높은 비점의 영향으로 기화가 쉽게 일어나지 않는 물적 특성을 지니고 있다. 하지만 프로판의 경우 비점이 낮아 겨울철에도 기화가 쉽게 일어나 연료로써 공급 필요성이 증가되고 있다. 하지만 프로판은 높은 증기압으로 인해 많은 안전상의 문제가 존재하며, 이를 극복하고 연로로써 유통되기 위해서는 안전한 용기의 공급이 우선시 되어야 한다. 국내외적으로 고압용 소형 재충전 용기의 보급을 시도하고 있으나, 프로판의 높은 증기압으로 인한 안전상의 문제로 제재가 되고 있다. 본 논문은 재충전 용기의 내압성능을 검증하기 위해 수압장치를 이용하여 용기의 가압 및 파열 실험을 수행하였다. 또한 고온에서 프로판의 증기압과 용기 파열시 수압과 비교하여 그 특성을 제시하였다. 수압가압 실험 및 파열 실험을 통해 토출 된 본 논문의 결과는 향후 소형 재충전 용기 개발 연구의 기초가 될 것으로 기대하며, 재충전 용기의 보급에 있어 기준 자료로 활용 될 것으로 사료된다.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.146-149
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• 2014

캠핑 문화에서 주로 사용되던 부탄의 경우 증기압이 낮아 안전성의 확보가 쉽지만, 기화점이 높아 사용자의 부주의와 사고를 유발하는 계기가 되었다. 이와 같은 연유로 최근 부탄 연료의 불편함을 대체 할 캠핑용 연료로써 프로판 공급의 필요성이 대두 되었고, 프로판 용기의 개발이 진행되었다. 프로판은 연료 특성상 높은 증기압을 가지고 있어, 용기 제작에 있어 내압 성능이 가장 중요한 요소이다. 따라서 본 논문에서는 소형 프로판 용기의 내압 성능을 결정하는 하부 경판 변화에 따른 역학적 변화를 이론적으로 접근하였으며, 수압가압 실험을 통해 압력 용기의 변형 및 파열 특성을 관찰 하였다. 프로판 용기 하부 경판의 두께가 0.25 mm증가 시 2.5 MPa의 내압성능이 향상되고, 곡률반경이 62 mm 감소 시 내압성능이 1.5 MPa 향상 되었다. 이론과 실험 결과의 비교를 토대로 향후 소형 프로판 압력 용기의 개선 방안을 제시하였으며, 이는 추후 소형 프로판 압력 용기의 보급에 있어 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제7권7호
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• pp.122-128
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• 1999

CARS(Coherent anti-Stokes Raman Spectroscopy) temperature measurement under engine-like condition was validated by measuring unburned gas temperatures of premixed propane-air flame in a constant volume combustion chamber. The measured temperatures were compared with predictions of 2 zone flame propagation model. End-gas temperatures were measured were measured by CARS technique in a conventional 4 cylinder DOHC spark-ignition engine fueled with PRF 80. Cylinder pressure was measured simultaneously with CARS signal and used as a parameter on fitting CARS spectrum to library of theoretical spectra. There was a good agreement between the measured temperature and adiabatic core temperature calculated from measured cylinder pressure. Significant heating by pre-flame reaction in the gas was observed in the late part of compression stroke.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권8호
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• pp.1127-1134
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• 2002

The effects of pressure and temperature on the autoignition of propane and n-butane blends were investigated using a rapid compression machine (RCM) , which is widely used to examine the autoignition characteristics. The RCM was designed to be capable of varying the compression ratio between 5 and 20 and minimize the vortex formation on the cylinder wall using a wedge-shaped crevice. The initial temperature and pressure of the compressed gas were varied in range of 720∼900 K and 1.6∼ 1.8 MPa, respectively, by adjusting the ratio of the specific heat of the mixture by altering the ratio of the non-reactive components (N$_2$, Ar) under a constant effective equivalence ratio (ø$\_$f/= 1.0) The gas temperature after the compression stroke could be obtained from the measured time-pressure record. The results showed a two-stage ignition delay and a Negative Temperature Coefficient (NTC) behavior which were the unique characteristic of the alkane series fuels. As the propane concentration in the blend were increased from 20% and 40% propane, the autoignition delay time increased by approximately 41 % and 55% at 750 K. Numerical reduced kinetic modeling was performed using the Shell model, which introduced some important chemical ideas, represented by the generic species. Several rate coefficients were calibrated based on the experimental results to establish an autoignition model of the propane and n-butane blends. These coefficients can be used to predict the autoignition characteristics in LPG fueled Sl engines.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.93-100
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• 2002

For natural gas and LPG fuel, measurements on the concentrations of individual exhaust hydrocarbon species have been made as a function of air-fuel ratio in a 2-liter four-cylinder engine using a gas chromatography. NMHC in addition to the species of HC, other emissions such as CO$_2$, CO and NOx were examined for natural gas and LPG at 1800rpm far two compression ratios (8.6 and 10.6). Fuel conversion efficiencies were also investigated together with emissions to study the effect of engine parameters on the combustion performances in gas engines especially under the lean bum conditions. It was found that CO$_2$ emission decreased with smaller C value of fuel, leaner mixture strength and the higher compression ratio. HC emissions from LPG engine consisted primarily of propane (larger 60%), ethylene and propylene, while main emissions from natural gas were mothane (larger than 60%), ethane, ethylene and propane on the average. The natural gas was proved to give the less ozone formation than LPG fuel. This was accomplished by reducing the emissions of propylene, which has relatively high MIR factor, and propane that originally has large portion of LPG. In addition, natural gas shows a benefit in other emissions (i.e. NMHC,NOx, CO$_2$and CO), SR and BSR values except fuel conversion efficiency.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.1-7
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• 2001

Recently, several LPG engines for heavy-duty vehicles have been developed, which can replace some diesel engines that are one of a main source for air pollution in urban area. As a preliminary study on the liquid phase LPG injection (hereafter LPLI) system applicable to a heavy duty LPG engine, the engine output and combustion performance were investigated with various combustion chambers and fuel compositions using a single cylinder engine equipped. Experimental results revealed that ellipse, double ellipse and nebula type combustion chamber made a more advantage in breaking swirl flow into small turbulence scale than bathtub type. Especially, performance of nebula type showed most highest efficiency and engine output under lean mixture conditions. An investigation fur various LPG fuel compositions was also carried out, and revealed that the case with 40% propane and 60% butane shows the lowest efficiency at stoichiometry, however, as the mixture became leaner its efficiency increased and became even higher for 100% propane case.

• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.98-103
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• 2015

현행 액화석유가스의 안전관리 및 사업법의 시행규칙에 의거하면 액화 가스는 용기 체적의 85%까지 충전하도록 되어있다. 이에 상당하는 충전량은 $65^{\circ}C$를 기준으로 내부에 액체의 열팽창을 고려한 수치이다. 하지만 소형 또는 이동이 용이한 용기가 특정 상황에서는 용기 내부 액체의 온도가 $65^{\circ}C$ 미만을 유지한다고 단정 지을 수 없다. 열역학적 관점에서 액 팽창은 용기 재료의 강성만으로 제어하기 어려운 요소이며, 결국 파열 등의 사고를 유발 할 수 있는 잠재적인 위험 요인이 된다. 따라서 본 논문에서는 밀폐계에서 임계상태 액체 프로판의 열 팽창량을 추정하는 방법과 추정 된 결과를 제시 할 것이며, 내압 변화에 따른 용기의 체적 증가를 유도하는 구조적 요소를 실험적으로 제안할 것이다. 본 논문을 통해 제시된 결과는 향후 액화가스의 압력용기 설계에 있어 중요한 기초 자료가 될 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.512-518
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• 1994

An experimental study is made on turbulent diffusion flames stabilized by a circular cylinder in a divergence flow. In this paper, stabilization characteristics and flame structure are examined by varying the divergence angle of duct and position of a circular cylinder. The fuel used is a commercial grade gaseous propane injected by two slit of rod. It is found that the positive pressure gradient greatly influences the eddy structure behind the rod. and that two different kinds of combustion patterns exist at the blowoff limit depending on the divergent angle of duct. They are distinguished by their wake structures: one associated with Karman vortex shedding, the other without it. Also, the blowoff velocity in the former is found to be higher than in the later.