• Title/Summary/Keyword: 다단 노즐

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입자상물질(PM) 실시간 모니터링을 위한 상압 다단임팩터 개발 (Development of Atmospheric Cascade Impactor for Real-time Monitoring of Particulate Matter (PM))

  • 권순박;임경수;배귀남;이규원
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.157-158
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    • 2002
  • 다단임팩터(cascade impactor)는 대기환경 연구에 있어 입자상물질의 물리 화학적 분석에 유용하게 사용되고 있는 입자상물질 포집장치이다. 다단임팩터의 각 단은 외벽(stage wall), 가속노즐판(acceleration nozzle plate)과 충돌판(impaction plate)으로 구성되며 충돌판에는 입자상물질의 포집을 위하여 테플론 필터, 알루미늄 필터 등을 장착하게 되어 있다. (중략)

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이중 콘형 부분 예혼합 GT 노즐의 다단 연소특성 (Characteristics of Multi staged Combustion on a Double-cone Partial Premixed Nozzle)

  • 김한석;조주형;김민국;황정재;이원준
    • 한국가스학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.49-55
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    • 2020
  • 산업용 혹은 발전용 가스터빈에 사용되는 이중 콘형 예혼합 연소기의 다단 연소 특성을 이해하기 위하여 실험적연구를 수행하였다. 이를 위하여 기존에 모두 경사면에 공급되는 연료를 콘부분으로 일부 할애하는 방식으로 다단연소 방식을 구성하였으며 콘에서 분사되는 연료공급은 축방향과 콘 경사면 방향으로 하였다. 다단연소 연소특성을 이해하기 위하여 콘에서의 연료 분사 방향과 연료 분배율 변화에 대한 NOx와 CO의 배출 농도 그리고 벽면 온도분포를 측정하였다. 그 결과 총 연료에 대한 콘으로의 분배율이 3%인 경우 콘에서의 연료 분사방향에 관계없이 노즐내의 예혼합 영역에서 연료가 공기와 균일하게 혼합됨으로서 연소영역의 고온점 감소에 의하여 NOx 배출 농도가 감소된다. 그러나 콘에서 축방향으로 분사되는 연료분배율이 8%로 증가하는 경우 노즐 내부 예혼합 영역으로의 화염 역화로 인하여 NOx의 배출농도가 오히려 증가하게 된다.

NOx 저감을 위한 하이브리드 연료희박 재연소 연구 (Experimental Investigation of NOX Reduction using a Hybrid Fuel Lean Reburning System)

  • 김학영;백승욱;황창환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권3호
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    • pp.283-290
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    • 2010
  • 이 연구의 목적은 NOx 저감을 위한 연료희박 재연소 기법과 산화제 다단 연소 기법의 혼합 기법의 실험적 연구를 목표로 한다. 실험용 연소로에서 재연소 연료 분율, 재연소 노즐 직경, 산소부하도 및 재연소 연료 분사 위치등을 고려한 실험을 수행 하였다. 또한, 산화제 다단 연소를 통하여 생성된 유동장이 NOx 저감에 미치는 영향을 연료희박 기법의 NOx 저감율과 비교하는 실험을 수행하였다. 실험을 통하여 연료희박 재연소와 산화제다단연소 기법의 혼합 기법이 NOx 저감에 미치는 긍정적인 효과를 관찰 하였다.

다단 축류 터빈에서의 초킹 영역 탈설계 성능 해석을 위한 평균반경 해석법 (Meanline analysis method for performance analysis of a multi-stage axial turbine in choking region)

  • 김상조
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.881-888
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    • 2017
  • 일반적으로 다단 축류 터빈은 높은 압력비에서 유동 가속으로 인하여 특정 단에서 초킹 현상이 발생하게 된다. 초킹의 경우 유량 변화 없이 압력비만 증가하게 되며, 이러한 특성을 입구 유량 경계조건을 사용하는 일반적인 평균반경해석법을 이용하여 예측하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 초킹 영역에서의 성능을 예측하는 알고리즘을 재안하였다. 초킹 지점 이후에는 초킹이 발생하는 노즐 혹은 로터 출구 유동이 팽창하는 특성을 반영하여 고정된 유량 조건에서 압력비가 변할 수 있도록 알고리즘을 구성하였다. 이러한 결과를 다단 축류 터빈 전산해석 결과 및 실험결과와 비교하여 신뢰성을 확인하였다.

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다단 축류 터빈에서의 초킹 영역 탈설계 성능 해석을 위한 평균반경 해석법 (Meanline Analysis Method for Performance Analysis of a Multi-stage Axial Turbine in Choking Region)

  • 김상조
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.20-28
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    • 2018
  • 일반적으로 다단 축류 터빈은 높은 팽창비에서 유동 가속으로 인하여 특정 단에서 초킹 현상이 발생하게 된다. 입구 유량 경계조건을 사용하는 일반적인 평균반경해석법을 사용하는 경우 유량 변화없이 팽창비만 증가하게 되는 초킹 현상을 예측하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 초킹 영역에서의 성능을 예측하는 알고리즘을 제안하였다. 초킹 지점 이후에는 초킹이 발생하는 노즐 혹은 로터 출구 유동이 팽창하는 특성을 반영하여 고정된 유량 조건에서 팽창비가 변할 수 있도록 알고리즘을 구성하였다. 계산된 결과를 다단 축류 터빈 전산해석 결과 및 실험결과와 비교하여 신뢰성을 확인하였다.

다단 연소기를 이용한 LNG 화염의 NOx 발생에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the NOx Formation of LNG Flame in Fuel Staged Combustor)

  • 정진도;한지웅;안국영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권4호
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    • pp.389-394
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    • 2004
  • An experimental study on the NOx formation of LNG flame in fuel staged combustor has been studied. The design concept of multi fuel/air staged combustor is creation of two separate flame, a primary flame is a act as a pilot flame for the secondary combustion stage combustion zone, where most of fuel bums. Experiments were performed on a semi-industrial scale (thermal input 0.233 MW) in a laboratory furnace and Liquefied Natural Gas(LNG) was used as a primary and secondary fuels. This study included parametric study to identify the optimum operating conditions which are primary/secondary fuel ratio, and primary/secondary air ratio for reducing NOx emission with two types of nozzle. The test demonstrated that NOx emission can be reduced by >70% in accordance with operating conditions.

다단 연소기를 이용한 LNG 화염의 NOx 발생에 관한 실험적 연구 (An Experimental study on the NOx Formation of LNG Flame in Fuel Staged Combustor)

  • 한지웅;안국영;김한석;정진도;박경진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.161-166
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    • 2001
  • An Experimental study on the NOx formation of LNG flame in fuel staged combustor has been studied. The design concept of multi fuel/air staged combustor is creation of two separate flame, a primary flame is act as a pilot flame for the secondary combustion stage combustion zone, where most of fuel burns. Experiments were performed on a semi-industrial scale (thermal input 0.233 MW) in a laboratory furnace and Liquefied Natural Gas(LNG) was used as primary and secondary fuels. The study included parametric study to identify the optimum operating conditions which are primary/secondary fuel ratio, and primary/secondary air ratio for reducing NOx emission with two types of nozzle. The test demonstrated that NOx emission can be reduced by >70% in accordance with operating conditions.

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평행 벽 제트-노즐 형상에서 난류모델별 막냉각 예측 능력 (Capability of Turbulence Modeling Schemes on Estimating the Film Cooling at Parallel Wall Jet-Nozzle Configuration)

  • 이준;김유
    • 한국추진공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.10-18
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    • 2009
  • 본 연구에서는 평행 벽 제트-노즐 형상의 막냉각 수치해석에 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 현재 실험을 하기 위한 전 단계이므로, 먼저 유사한 참고 형상에 대해 Standard $k-{\epsilon}$ 모델과 RNG $k-{\epsilon}$ 모델, SST $k-{\omega}$ 모델, 그리고 RSM 모델 등 다양한 난류모델을 적용하였고, Near-wall 처리 방법으로서 SST $k-{\omega}$ 모델을 제외하고는 Standard wall functions와 Enhanced wall functions 등 2종류를 각각의 모델에서 사용하였으며, 실험값과 비교하여 보다 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 나아가 2차원 축대칭으로 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 대해 기선정한 난류모델을 적용하여 막냉각 특성을 살펴보았다. 유사 참고 형상에 대한 해석 결과 Standard $k-{\epsilon}$ 모델 및 RSM 모델이 거의 비슷한 성능을 보여주었으나 수렴성이 우수한 Standard $k-{\epsilon}$ 모델이 선정되었다. 또한 Standard wall functions를 사용하는 것보다 Enhanced wall functions를 사용하는 것이 더 좋은 결과를 보여주었다. 나아가 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 적용한 결과 물리적으로 타당한 막냉각 특성을 보여주었다. 선정된 모델 및 해석방법론을 이용하여 평행 벽 제트-노즐 다단 슬롯 형상에 대한 막냉각 해석을 수행할 예정이며, 관련 결과는 추후 실험 예비해석 방법론으로 활용할 예정이다.

노즐 막힘이 미세 오리피스형 다단 임팩터의 입자 채취 성능에 미치는 영향 (Effect of Particle Clogging in Orifices on the Particle Collection Efficiency of a Micro-Orifice Impactor)

  • 지준호;배귀남;황정호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권2호
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    • pp.197-205
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    • 2003
  • A cascade impactor is a multistage impaction device used to separate airborne particles into aerodynamic size classes. A micro-orifice impactor uses micro-orifice nozzles to extend the cut sizes of the lower stages to as small as 0.05 ${\mu}{\textrm}{m}$ in diameter without resorting to low pressures or creating excessive pressure drops across the impactor stages. In this work, the phenomenon of particle clogging in micro-orifice nozzles was experimentally investigated for a commercial micro-orifice uniform deposit impactor (MOUDI). It was observed, using an optical microscope, that the micro-orifice nozzles of the final stages were partially clogged due to particle deposition during the aerosol sampling. Therefore the pressure drops across the nozzles were higher than the nominal values given by the manufacturer. To examine the effect of particle clogging in micro-orifice nozzles, the particle collection efficiency of the MOUDI was evaluated using an electrical method for fine particles with diameters in the range of 0.1-0.6 ${\mu}{\textrm}{m}$. The monodisperse liquid dioctyl sebacate (DOS) particles were used as test aerosols. A faraday cage was employed to measure the low-level current of the charged particles upstream and downstream of each stage. It was found that the collection efficiency curves shifted to correspond to smaller orifice sizes, and the 50-% cutoff sizes were much smaller than those given by the manufacturer for the three stages with nozzles less than 400 ${\mu}{\textrm}{m}$ in diameter.