• 대한기계학회논문집B
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• 제35권8호
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• pp.815-823
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• 2011

다공성 물질 내부의 연소 현상은 저발열량 연료의 연소 및 연소열의 재생을 위한 수단으로 다양한 형태로 산업현장에 응용되고 있다. 하지만 다공성 물질 내부에서의 연소 현상은 직접적인 관찰이 힘들다는 점과 다공성 물질의 복잡한 내부 구조로 인해 매우 제한적인 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 복잡한 다공성 물질의 구조 내부에서의 화염의 안정화 특성에 관한 이해를 위해 내부 관찰이 가능하도록 다수의 석영판으로 구성된 다중채널 형태의 모형 연소기를 제안하고 이를 이용한 간단한 실험 결과를 제시한다. 그리고 이러한 다중채널내부 화염의 안정화에 관한 간단한 기초해석 모델을 제안한다. 다수의 채널 내부에 형성된 화염은 채널간의 열전달에 의해 화염의 공간 분포가 변화하고 그 결과로 연소기 내부의 가연한계에 변화가 발생한다. 채널의 재료 특성 및 당량비에 따른 가연한계의 변화를 제시하였으며, 이 결과는 다공성 연소기 내부화염의 이해에 도움될 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권3호
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• pp.16-23
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• 2008

30 톤급 실물형 연소기의 산화제 매니폴드에서의 유동 균일성 문제를 파악하기 위하여 유동해석을 수행하였다. 분사기의 모사를 위하여 다공성 매질로 가정하고, 다공성도 (porosity)를 조절하여 분사기 차압을 모사하였다. 수직 및 수평 분리막에서의 구멍의 직경, 입구 포트의 형상에 따른 유동의 균일성 정도를 파악하고, 개선된 설계 수정안을 제시하였다. 수직 및 수평 분리막 구명의 형태와 배치 수정을 통하여 유량 균일성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.781-788
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• 2012

공개소스 전산유체 해석 라이브러리인 OpenFOAM을 이용하여 액체 로켓 연소기의 산화제 매니폴드 내 유동 해석을 수행하였다. 정상 상태의 비압축성 난류 유동 해석을 통하여 분사기 차압 모사를 위한 다공성 매질 영역이 포함된 복잡한 3차원 형상에 대한 유동해석에 있어서의 OpenFOAM 적용 가능성을 평가하였다. 향후 로켓 연소장치 내의 주요 물리적 현상을 포함한 보다 다양한 해석 사례에 대한 평가를 수행함으로써 설계 평가 및 해석 도구로서의 OpenFOAM의 유용성 및 적용 범위를 확인/확대해나갈 계획이다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1994년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.116-121
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• 1994

에너지 자원의 고갈과 환경오염 문제가 심각히 대두되고 있는 현재 액체연료에 비하여 청정 에너지인 가스의 연료화에 대한 연구는 과거 어느때보다도 그 중요성이 높이 인식되고 있다. 이에 본 연구에서 제시하는 연소기는 다공성 물질을 이용하는 연소장치로서 연소 경로를 바꾸어줌으로써 공기를 예열하는 효과를 극대화시킴과 대류열및 복사열을 방출하는 것이 큰 특징이다. 본 연구의 결과에 의하면 당량비의 감소에 따른 화염온도는 이론단열화염온도보다 높게 나타나서 당량비의 감소에 비례하여 더욱 좋은 효과를 얻을수 있었으며, 또한 왕복주기시간의 감소함에 따라 화염온도는 약간씩 증가하는 경향을 보여주었다. 이것들은 초희박 연소의 가능성을 보여준 것으로 저발열량의 연료 의 연소로 인한 에너지 절약 또는 유기화합물 즉, 페놀류나 알데히드류와 같은 공해물질들을 제거하는 연소메카니즘에 기여한 할 것이다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.181-187
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• 2017

반도체 및 디스플레이 산업에서 배출되는 과불화합물은 연소, 열, 플라즈마, 촉매 등의 다양한 방법이 적용된 스크러버에 의해 분해 과정을 거친 후 배출되나, 운영 스크러버의 대부분이 과도한 에너지의 사용, 낮은 저감 효율을 보임으로써 이러한 단점의 극복이 요구된다. 압력순환흡착법과 다공성 매체 연소법의 두 가지 기술이 연계된 새로운 형태의 과불화합물 저감 스크러버를 개발하고 특성을 알아보았다. 분해 대상인 $CF_4$의 흡착비와 손실계수는 흡착 컬럼의 입구와 출구에서 농도 측정을 통해 계산하였으며, 연소기의 입구와 출구의 유량과 농도 측정을 통해 처리 효율을 계산하였다. 기존 스크러버와의 에너지 사용량 및 처리효율 비교를 위하여 다양한 유량에 대한 성능 평가가 진행되었다. 1412 ppm, 204 LPM의 $CF_4$가 유입된 흡착 컬럼에서의 흡착비는 1.65였으며, 유입되는 $CF_4$의 손실 계수는 8.2%였다. 이때 연소기로 유입되는 $CF_4$의 유량과 농도는 각각 91 LPM과 2335 ppm이었으며, $CF_4$ 19 LPM, $O_2$ 40 LPM을 사용한 연소 반응시 약 96%의 저감 효율을 나타내었다. 상용 스크러버와의 동일 운전 조건에서의 다공성 매체 연소에서의 $CF_4$ 저감 효율과 전체 에너지 사용 효율 비교시 각각 16%, 41% 이상의 저감 효율 상승과 에너지 절감 효과를 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.1113-1120
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• 1988

본 연구에서는 4종류의 실험 모델을 채택하여 연소 반응용다공성 블럭(combu- stive reacting porous block)내의 화염대 위치와 화염의 온도 분포, 화염이 안정화 되는 범위를 고찰하여 내부 열재순환 효과를 규명하고 예열용 다공성 블럭(preheating porous block)과 복사 차폐용 다공성 블럭(radiative insulating porous block)의 효 과에 대한 연구와 초희박 혼합기나 저 발열량 연료의 연소 가능성을 제시하고 수치 계 산에 필요한 자료를 제시하는 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.676-684
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• 1990

본 연구에서는 다공성 매질을 이용하여 예혼합기체를 맥동연소시킬 때의 진동 특성, 열적특성 및 연소특성에 관한 것이다. 먼저, 맥동의 모우드형상 및 발생조건 을 열전달과 음향이론을 바탕으로하여 예측하고 실험을 통하여 검토하였다. 또한 맥 동에 의한 화염형상의 변화를 가시화하여 관측하고, 온도분포 및 배기가스의 조성등을 측정하여 맥동 연소와 비맥동 연소를 비교 고찰하였다.

• 한국연소학회지
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• 제2권1호
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• pp.1-8
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• 1997

Premixed combustion within porous ceramic media is numerically studied to understand burning characteristics and to find best configurations for burner implementations. Among many parameters, critical to burner performance, flame location and extinction coefficient are selected as major parameters for this study. The flame structure and burner performance with respect to these two parameters are observed. In the study, it is found that the location of flame is the most important in porous burner operation since it affects the rate of heat transfer and flame structure. Stability of the flame within the porous ceramic burner is discussed with respect to the flame location. It is found that to obtain high radiative output, the flame should be located downstream section of the burner. But the flame is to be unstable at most of downstream section except near the exit plane. To overcome this problem, new porous ceramic burner, using different ceramic properties in one burner instead of single property ceramic, is made and tested. With a combination of ceramics of high extinction coefficient at upstream and another material of low extinction coefficient at downstream of the burner, the flame can be stabilized at wider region of the burner with higher radiative output compared to the original burner configuration.

• 한국연소학회지
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• 제18권3호
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• pp.24-30
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• 2013

Flame stabilization characteristics of premixed flames in an annular coaxial 5-tubes burner (AC5TB) were investigated experimentally. The AC5TB was made of five quartz tubes, and the flame stabilization conditions in that burner were investigated with the variation of equivalence ratio and the flow velocities. Flame behaviors inside of narrow annular tubes could be observed directly. Overall flame stabilization conditions were similar to that of the previous study, while the flame behaviors and structures were different mainly due to the controlled uniform distribution of the velocities in channels. Flame flashback conditions were thought to be governed by the competition between heat release rate, heat loss and heat recirculation in each channel. Stationary flames at a fixed location were compared in its velocity distribution and burned gas temperature across the channel. This AC5TB can be a basic configuration for the development of flame stabilization model of porous media combustors, and it will help understand about the real behavior of flames in meso-scale combustion spaces.

• 한국연소학회지
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• 제18권2호
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• pp.1-7
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• 2013

Flame stabilization characteristics of premixed flames in narrow annular coaxial tubes (NACT) were investigated experimentally. The NACT burner was proposed as a model of a cylindrical refractory burner, and it was made of quartz tubes. Flame stabilization conditions affected by the characteristic length of the burner was investigated with the variation of the equivalence ratio and the flow rates. Flame behaviors in narrow spaces could be directly observed. Conclusively, more wide flame stabilization conditions could be obtained at the case of the decreased channel scale. A flame instability, such as combustion noise was detected concerned with the flame oscillation observed at the surface of multi channel stage. Some flame propagation characteristics had complicated tendencies that may exist in practical porous-media combustors. Therefore, this NACT burner can be a basic configuration for the development of flame stabilization model in porous media combustor, and it will enhance our understanding about the behavior of flames in meso-scale combustion spaces.