• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.341-345
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• 2005

This paper is for the combustion characteristics of gas generator which drive 1.5MW-class turbo pump and runs in fuel-rich combustion regime with LOx/kerosene as propellant. The outline of development procedure of real scale high pressure gas generator is introduced and the relation between O/F ratio and outlet temperature and the molecular weight and specific heat ratio of combustion gas are described. The relation between O/F ratio and temperature is newly obtained at higher pressure and the molecular weight and specific heat ratio is modified and their validity is confirmed by the mass relation equation.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.157-157
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• 2010

우리나라는 기후변화협약에 대응하기 위한 교토의정서를 비준한 국가로서, 아직 온실가스의 의무감축 대상 국가는 아니다. 그러나 2012년부터 시작될 교토의정서 2차 공약기간 중에 브라질, 중국 및 인도와 같이 2차 의무감축대상이 가장 유력시 되는 국가로 지목되고 있으므로, 이러한 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 기술적, 사회적, 정책적 방안이 신속히 마련될 필요가 있다. CCS(carbon capture & storage)란 화석연료로 부터 연소시 대기 중으로 배출되는 온실가스($CO_2$)를 포집하여 재생 또는 지중, 해양에 저장하는 기술로서 국가녹색성장 핵심기술중의 하나로 분류되며, 대료적인 $CO_2$ 발생대상인 석탄화력발전소로 부터 $CO_2$ 회수방안, 회수, 처리관련 연구를 포함하여 국내외 적으로 활발한 연구가 이루어 지고 있다. 순산소 연소기술을 통한 $CO_2$ 회수, 처리기술은 연료(천연가스, 석탄, 석유)의 산화제를 공기대신 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 순산소연소를 하며, 이때 발생하는 배가스의 대부분은 $CO_2$와 수증기로 구성되어 있다. 발생된 배가스의 약 70~80%를 다시 연소실로 재순환시켜 연소기의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 최적화함과 동시에 배가스의 $CO_2$ 농도를 80% 이상으로 농축시켜 회수를 용이하게 하며, 특히 공해물질은 NOx 발생량을 10ppM 이하로 줄일 수 있다. 천연가스가 생산되는 LNG기지에서 LNG를 기화시키기 위하여 해수식 기화기(ORV : Open Rack Vaporizer와 수중연소식 기화기(SMV ; Submerged Combustion Vaporizer)를 사용하고 있으며, 특히 SMV는 버너를 이용하여 $-162^{\circ}C$ LNG를 $10^{\circ}C$의 LN로 기화시키는 설비로서 이때 연소시 $CO_2$를 상당량 발생시킨다. 본 논문에서는 SMV에서 순산소 연소방식을 적용하여 연료인 천연가스를 연소시키고, 이때 발생되는 $CO_2$와 수분이 주 성분인 배가스를 연소기에 재순환시켜, 연소실내 고온문제를 해결하며, 최종적으로 배가스중 $CO_2$는 $-162^{\circ}C$의 LNG 냉열을 이용하여 고순도의 액체 $CO_2$로 액화시키므로서 $CO_2$의 회수, 처리문제를 해결하는 방식을 소개하고자 한다. 이러한 방식은 천연가스에서 발생되는 $CO_2$ 회수를 LNG 냉열을 활용하므로서 폐열을 활용하는 에너지 효율적인 문제와 사용가능한 고순도 $CO_2$로 회수하므로서 환경적인 문제를 처리하는 기술이라 할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.12-12
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• 1998

국제 공동 가스터빈 엔진 개발 프로그램인 ASE120 사업은 항공기용 터보팬 엔진을 Low Emission 산업용 엔진으로의 개조사업으로서 현대우주항공, AlliedSignal, AIDC(대만), SPHT(대만) 등이 참여하고 있다. 본 사업을 통한 주요 개조 부품인 연소기의 경우, 산업용 엔진의 특성상 장시간의 수명이 보장되어야 하고 Dry Low NOx 연소실 형태로 배기가스 규제의 요구조건을 만족하여야 하므로 일반 항공기용 연소기와 구조적으로 첨예한 변화가 발생하여 구조 및 수명해석을 통한 구조적 안전성과 요구 수명에 대한 평가가 절대적으로 요구되었다. 당 엔진의 요구수명은 30년으로 cold section part의 경우 180,000시간, hot section의 경우 90,000시간의 수명을 목표로 개발되었으며, 연소기 최적설계를 위해 구조/수명 해석결과가 개발과정 중 설계에 지속적으로 반영되어 추진되었다. 연소기의 구조해석은 해석용 tool로서 ANSYS53을 활용하였고 수명예측은 AlliedSignal사의 Material Database 및 Inconel사 재질 data를 근간으로 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 1998.11a
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• pp.109-113
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• 1998

압력조정기란 저장탱크와 용기로 부터 연소기에 공급되는 가스압력을 연소기의 압력에 맞게 조절하여 정상연소가 되도록 돕는 장치로써, 용기 및 저장탱크내의 압력변화에 대응하여 공급압력을 일정하게 유지하고, 가스의 조성, 온도, 소비량, 소비시간, 잔류가스량 등의 변화에 따라 감압작용과 정압작용을 동시에 하는 장치이다. LPG용 압력조정기는 일반가정용이나 업소에서 주로 사용하는 조정기로써 용량 4kg/h부터 집단공급용인 수백 키로까지의 제품이 있으며 일반적으로 감압작용, 정압작용, 폐쇄작용을 한다. (중략)

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.6
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• pp.64-70
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• 2005

The overall results of hot firing tests of fuel-rich gas generator with impinging injector at design and off-design points are described. The gas generator consists of an injector head with impinging injector, a water cooled combustor wall, a turbulence ring to enhance mixing, an instrument ring measuring temperature and pressure and a nozzle. The combustion tests were successfully performed without damage of gas generator. Test results show that the outlet temperature is not dependent on residence time of hot gas within 4～6msec but dependent on chamber pressure. The relation between outlet temperature and combustion efficiency resulting from measured pressure, mass flow rate and area of nozzle throat is shown. The overall O/F ratio is the critical parameter to determine the outlet temperature and the linear correlation between two parameters is established.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.7
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• pp.89-96
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• 2006

The combustion temperature in gas generator should be kept below around 1,000K to avoid any possible thermal damages to turbine blade by adopting either fuel rich or oxidizer rich combustion. Thus, non-equilibrium chemical reaction dominates in the gas generator. Meanwhile, Kerosene is a compounded fuel mixed with various types of hydrocarbon elements and difficult to model the chemical kinetics. This study focus to model the non-equilibrium chemical reaction of kerosene/LOX with detailed kinetics developed by Dagaut using PSR(Perfectly stirred reactor) assumption. Also, droplet evaporation time is taken into account by calculating for the residence time of droplet and by decoupling reaction temperature from the reactor temperature. In Dagaut’s surrogate model for kerosene, chemical kinetics of kerosene consists of 1592 reaction steps with 207 chemical species. The comparison of calculation results with experimental data could provide very reliable and accurate numbers in the prediction of combustion gas temperature, species fraction and other gas properties.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.73-76
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• 2011

The hot-firing tests of a subscale gas generator were successfully performed to investigate the effect of injector shape variation on discharge coefficients. The test results showed that discharge coefficients of fuel and liquid oxygen injectors remained nearly constant irrespective of variations of a mixture ratio and a chamber pressure. Especially, the discharge coefficient of the liquid oxygen injector was largely increased compared to the previous works.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.472-474
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• 2012

The hot-firing tests of a subscale gas generator were successfully performed to investigate the effect of injector shape variation on its discharge coefficient. The test results showed that discharge coefficient of liquid oxygen injectors was enhanced significantly. However, the combustion instability of low-frequency fluctuation occurred at low and design pressure conditions.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.9
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• pp.975-979
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• 2011

Lean premixed gas turbine combustors were successful in meeting current NOx emission regulations. However, these combustors have been found to be susceptible to combustion instability. In this study, general mechanisms for combustion dynamics and instabilities in lean premixed gas turbine combustors are introduced. In addition, the flame transfer functions in the combustor are experimentally determined. The inputs to the flame transfer function are the imposed velocity fluctuations of the mixture. The key results of the measurements are reviewed.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.5-5
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• 2000

액체 추진 로켓 엔진의 고주파 연소 불안정 관련 이론은 대체로 연소기 내부의 음향 공명 모드와 분무 연소 과정의 상호 작용을 구동 메커니즘으로 전제하며 Rayleigh Criterion의 재해석에 기초하여 불안정성 평가를 위한 매개변수를 도입하고 연소 불안정성을 예측한다. 여기에는 음향장 분석 이론, 음향 불안정 이론, 연소응답 및 기화반응 이론 등이 포함된다. 본 연구에서는 LOX/RPl 추진제 조합의 액체 추진 로켓 엔진 연소기를 대상으로 다차원 순수 음향장 해석과 연소-음향장 분석을 통해 대상 엔진의 고주파 연소 불안정 특성을 예측하였다. 수동 제어 기기인 음향공 설치에 따른 연소기의 음향장 및 연소-음향장의 특성 변화를 고찰하고 위 결과를 종합하여 음향공의 연소 불안정 억제 성능 및 대상 엔진의 연소 불안정성을 평가하였다. 연소기 형상 및 음향공 설치에 따른 다차원 순수 음향장 해석은 상용코드인 ANSYS를 사용하여 수행하였다. 내부 유체는 압축성, 비점성 유체로 유체의 평균 유동은 무시하며 위치에 관계없이 균일한 물성치를 부여하였다. 정상상태 연소과정을 가정하고 평형 화학을 이용한 분석 결과로부터 연소 기체의 관련 물성치를 결정하였다. 연소기 길이 방향, 반경 방향, 원주 방향 격자점들의 음향 특성을 주파수 영역에 대해 해석하고 3차원 음향 모드 형상을 토대로 음향장을 분석하였다. 연소-음향장 해석은 음향 불안정 이론 중 n- $\tau$ 2 매개변수 기법을 사용하였다. 연료 액적의 분무 연소 과정을 1차원적으로 가정하고 정상상태의 평형 화학 계산 결과를 이용하여 엔진의 연소면을 1차원적으로 설정하였다. 상류 연소응답과 중립 안정 곡선을 토대로 대상 엔진의 연소 불안정 특성을 분석하였다.구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14)