• 제목/요약/키워드: 가스분무

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연소실내 연료와 산화제의 분무 연소에 관한 수치적 해석 (Numerical Analysis for Spray Combustion of Fuel and Oxidizer in Combustion Chamber)

  • 성형건;노태성
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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    • pp.255-258
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    • 2004
  • 연소기 설계에 유용한 자료를 제공하기 위해 저속의 질소 가스가 흐르는 연소실내에서 연료와 산화제의 분무 연소에 관한 수치적 해석을 수행하였다. 점화를 위해 고온 질소가 흐르게 하였다. 연료와 산화제의 특성에 의한 연소실내 온도분포와 속도분포를 조사하였다.

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직접분사식 가솔린 엔진의 분사전략 변경 및 EGR 적용을 통한 배기저감에 관한 연구 (Study on Emission Reduction with Injection Strategy and Exhaust-Gas Recirculation in Gasoline Direct Injection Engine)

  • 박철웅;김홍석;우세종;김용래
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권3호
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    • pp.335-342
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    • 2012
  • 자동차배출가스는 이산화탄소($CO_2$)에 의한 지구온난화 및 탄화수소(HC)와 질소산화물($NO_x$)에 의한 오존 생성을 야기하는 등, 인체와 환경에 나쁜 영향을 미치기 때문에 이에 대한 관심이 증폭되고 있다. 가솔린 직접분사 (Gasoline Direct Injection; GDI)엔진은 디젤엔진과 같이 연소실내에 연료를 직접 공급하는 방식으로서 가솔린엔진의 취약점으로 지적되어 오던 높은 연료소비율 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 평가되고 있다. 본 연구에서는 분무유도방식(Spray-guided type)의 GDI엔진을 이용하여 공기과잉률 2.0 이상의 초희박 연소를 통해 연료소비율을 개선하였다. 추가적인 연료소비율 개선 및 배출가스 저감을 위해 희박연소시 다단 분사전략과 Exhaust Gas Recirculation (EGR)을 적용하였다. 배출가스 수준과 운전성능을 평가하고 이를 배출가스 규제와 비교 검토함으로써 국내 관련기술 개발 방향 및 상용화 가능성에 대해 검토하고자 하였다.

액상부탄연료의 분무특성에 관한 수치해석 (A Numerical Analysis for the Spray Characteristics of Liquified n-butane fuel)

  • 김성대;이성욱;동윤희;김산해;이영철;조용석
    • 한국분무공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.103-108
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    • 2009
  • This research investigated spray characteristics using LPG fuel under compression ignition to contribute to develop a high efficiency LPG fuel is an environmentally-friendly fuel since it emits lower $CO_2$ compare to other conventional fuels. In order to observe spray process, a high speed digital camera and high pressure common-rail injector were applied. Using the spray behaviors of LPG and diesel fuel from the experiment, this research analyzed the mixing process of air-fuel mixture numerically with FLUENT 6.3 when LPG and diesel fuel injected directly into the cylinder while compression stroke occurs. Spray characteristics of LPG fuel was investigated by using numerical method, in which KH-RT model was adapted for phase change. As a result of numerical analysis, this work found out that LPG spray has a wider mixing formation and uniform diffusion of air-fuel mixture compare to diesel.

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고압환경에서의 기체-액체 분사기 분무 특성 연구 (Spray Characteristics of Gas-centered Swirl Coaxial(GCSC) Injector in High Pressure Condition)

  • 김종규;한영민;배태원;최환석;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.5-8
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    • 2010
  • 본 논문에서 연구하고자 하는 분사기는 다단 연소 사이클 엔진 연소기에 적용하는 분사기이다. 본 분사기에서 연료는 접선홀을 통해 와류 형상으로 분무되며, 예연소기에서 생성된 산화제 과잉 가스는 중앙에서 jet의 형태로 공급된다. 이러한 기체-액체 분사기의 상압/고압환경에서의 분무특성 및 분사기의 리세스에 따른 분무특성의 차이를 알아보았다. 이러한 결과들은 향후 다단 연소 사이클 엔진 개발의 기본 데이터로 활용될 수 있을 것이다.

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가스메탄/액체산소를 추진제로 이용한 동축인젝터 설계 및 분무 특성 (Design and Spray Characteristics of Coaxial injector using GCH4/LOx)

  • 김보연;이양석;박진호;고영성;김선진;김유
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.577-580
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    • 2010
  • 기체메탄/액체산소를 추진제로 이용한 동축인젝터를 설계하였으며, 전단(기체)/전단(액체)형 인젝터와 전단(기체)/스월(액체)형 인젝터 두 가지로 제작하였다. 수류시험을 통해 두 가지 인젝터의 미립화와 분무특성을 알아보았다. 전단/전단형 인젝터는 물줄기 형태로 분무되고, 전단/스월형 인젝터는 hollow cone형태로 분무되었다. 전단/전단형 인젝터보다 전단/스월형 인젝터의 미립화 성능이 우수하였다.

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스월러를 이용한 가스터빈 엔진의 유동 및 분무 특성에 관한 수치적 연구

  • 박종훈;황상순;윤영빈;정인석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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    • pp.9-9
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    • 1999
  • 각국의 공해 물질 배출량 규제가 엄격해지면서 저공해 가스터빈 엔진 개발의 필요성이 점점 대두되고 있다. 공해 물질 중 NOx는 고온에서 생성량이 급격히 증가하므로 배출량을 줄이기 위해서는 엔진 작동 온도를 낮추어야만 하고 이는 엔진 효율의 감소로 이어진다. 따라서 NOx를 줄이기 위해서는 작동 온도는 낮추지 않으면서 국부적인 고온 지역을 줄이고 연료가 고온 지역에 머무르는 시간을 감소하는 것이 가장 효과적이다. 이러한 방법으로 스월러를 장착하여 유입되는 공기에 스월을 주는 방법이 많이 연구되어 왔다.

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SNCR 공정에서 요소수 분무 조건에 관한 수치 해석 (Numerical Analysis of Urea Injection Conditions in the Selective Non-Catalytic Reduction(SNCR) Process)

  • 정유진;정문헌;박기우;홍성길;정종현;손병현
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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    • pp.356-359
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    • 2012
  • SNCR 기술은 SCR에 비해 탈질 효율은 떨어지지만 촉매없이 고온 배출가스에 NH3 또는 요소수를 직접 분사하여 질소와 물로 환원시키는 방법이므로 초기 투자비 및 운영비가 적어 최근 국내 대다수의 소각장, 산업용 보일러 등에 널리 적용되고 있다. 단, SNCR 기술은 급격한 온도 강하나 접근의 불용이성, 불균일한 혼합, 액적의 증발시간 지연, 불균일한 운전 조건 등의 영향을 크게 받으며, 특히 반응 온도가 가장 중요한 변수로서 최적 반응 온도 영역대가 약 800~$1,000^{\circ}C$라는 점에서 이상적인 반응 온도 조건을 찾아서 환원제를 분무하는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 열유동 전산해석을 통해 스토커식 소각로의 폐기물 성상별 화염 온도 분포를 예측하고 적정 반응 온도 영역을 확인하여 요소수 주입 고도를 선정, 폐기물 성상별 분무 조건을 확립하고자 수치 해석적 연구를 수행하였다. 폐기물 성상(고질/중질/저질 폐기물)별로 화염 온도를 예측한 결과, 최적 반응 온도 영역대가 약 800~$1,000^{\circ}C$, 폐기물 성상의 심한 변화 때문에 소각로의 효율적인 연소 조건 제어에 어려움 등을 고려하여 약 700~$1,000^{\circ}C$ 온도 영역대를 환원제 분무 온도로 선정하였다. 폐기물별로 발열량에 따른 화염 온도가 모두 다르기 때문에 환원제 분무 위치를 3지점으로 선정하여 각 지점별로 분무 운전 조건을 확립하였다.

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