• 제목/요약/키워드: 메탄/공기

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휴대폰용 연료전지 전원공급 시스템 개발 및 충방전 특성 연구 (Development and Charge-Discharge Performance Analysis of Direct Methanol Fuel Cell Power Pack for Mobile Phones)

  • 한재성;김영솔;박은성
    • 전기화학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.27-29
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    • 2002
  • 본 연구는 메탄올과 공기를 이용하여 상온, 상압에서 전기를 발생시키는 휴대폰용 전원공급 장치의 개발에 관한 것이다. 이 장치는 직접 메탄을 연료전지(DMFC)와 Back-up전지가 병렬로 연결되어 있어, 통화시 소요 전력의 최대 $50\%$ DMFC가 공급하고 나머지 부분은 Back-up 전지가 공급한다. 또한 통화 대기시에는 DMFC가 $100\%$ 필요 전력을 공급하고, 잉여 전력으로 Back-up전지를 충전한다. 상기 DMFC는 유효면적이 $9cm^2$인 8개의 단위전지가 직렬로 연결되어 있으며, 휴대폰의 작동 전압 범위인 2.5-3.9V의 전압을 출력한다.

이중동축 메탄/공기 층류 부분 예혼합화염에서의 화염구조와 자발광 배출 특성;안쪽관 연료주입의 영향 (Flame Structure and Light Emission Characteristics in Coaxial Laminar Partially Premixed $CH_{4}/Air$ Flames;Effect of Central Fuel Injection)

  • 오정석;정용기;전충환;장영준
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.1116-1121
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    • 2004
  • In this study, the effect of central fuel injection on a coaxial laminar $CH_{4}/air$ flame was experimented at the defined premixing condition(${\Phi}=1.90$, ${\sigma}=50/75/100%$, x/D=10). The partial premixing parameter are the equivalence ratio that total fuel is fixed at 200cc/min, the fuel split degree which means the percentage of fuel entering the outer tube to the total amount, and the mixing distance indicating the nonreactant mixture's homogeneity between inner tube top and burner exit. The object is to investigate the flame structure and chemiluminescence characteristics of laminar partial premixed flame as changing mixing parameters. The radical signal was acquired from ICCD camera and PMT. Each intensity was compared with Abel inverted value for measuring the effect of background light on the peak signal location and the intensity at central preheat zone. The results show that the peak location of each radical was broaden as the fuel split degree increasing because the mixing quality was enhanced. and $OH^{\ast}$ is a good indicator for flame front between reaction and preheat zone. At last $CH_{2}^{\ast}$ has the same tendency with $CH^{\ast}$ but a thinner reaction zone than $CH^{\ast}$ due to a rapid decay on the burned gas side.

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석탄화염내 화학반응에 관한 연구 (Chemical Reactions in the Coal-Methane-Air Flame)

  • 박호영;안달홍;김종진
    • 에너지공학
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    • 제11권2호
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    • pp.166-177
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    • 2002
  • 본 연구는 화염안정을 위해 약간의 메탄을 첨가한 1차원, Hat, 예혼합, 층류 석탄-공기 화염구조에 관한 연구로서 반응영역을 늘리기 위해 0.3 atm에서 운전되는 저압버너를 사용하였다. 본 연구에서는 가스 온도, 주요가스의 농도, 샘플된 촤의 분석과 화염속도에 대하여 여러 모델들의 해석결과를 실험결과와 서로 비교하였다. 여러 모델중 촤 표면적 지수(S=4)와 휘발성분에 대해 각각의 탈휘발화 속도상수를 적용한 model II $I^{*}$ -d가 실험치와 비교적 일치함을 보여주었다. 샘플된 촤의 분석 결과 입자의 반응이 낮게 예측되어져 촤 표면적지수를 증가시켜야만 했다. 이 지수는 촤의 반응 표면적에 대한 민감도 분석으로부터 얻어진 결과였고 model II $I^{*}$ -d의 화염속도 해석결과는 대부분의 측정치에 근접한 결과를 보여주고 있다. 고체 입자 직경은 열적 지연과 반응표면적을 통하여 탈휘발화율과 촤 산화에 큰 영향을 주며 이는 곧 화염속도에 영향을 주고 있음을 보여주었다.

접촉연소식 센서를 이용한 $CH_4$$C_4$$H_{10}$ 감도 측정 및 전압변화 (The $CH_4$and $C_4$$H_{10}$ Sensitivity Measurement and Voltage Variation Using Catalytic Combustion Type Gas Sensor)

  • 윤헌주;신종열;홍진웅
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.44-48
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    • 2001
  • 본 연구에서는, 접촉연소식 가스 탐지 소자를 대상으로 감도특성 및 전기적 특성을 분석하였으며, 24시간 동안 공기중에 노출시킨 후 온도($20^{\circ}c$, $40^{\circ}c$)와 상대습도(65%, 85%)에서 작동시켜 분석하였다. 또한 동일한 주거환경에서 210일 동안 50 cm/sec 유속을 유지하며 가스탐지소자의 동작을 실험하였다. 가스 탐지센서에 공급 전원은 기본회로에 직류 전압별(2.1V, 2.2V, 2.3V)로 인가하였다. 따라서, 상대습도와 온도에 의한 이소부탄과 메탄 특성그래프를 각각 분석한 결과 전반적으로 선형적인 증가를 보임을 확인할 수 있다.

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저신장율 대향류확산화염에서 에지화염 진동불안정성 (Edge-flame Instability in A Low Strain-rate Counterflow Diffusion Flame)

  • 박준성;김현표;박정;김성초;김정수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.295-298
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    • 2006
  • 메탄/질소-공기 저 신장율 대향류 확산화염에서 화염소화 거동과 에지화염의 진동불안정성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 특히, 저 신장율 화염에서 복사열손실 뿐만 아니라 측면전도 열손실이 현저해 진다. 각 전체 신장율에서 화염진동의 시작조건과 진동모드를 제안하였다. 화염길이는 측면 전도열손실과 밀접한 관계를 가지고 있으며 화염소화와 화염진동에 중대한 영향을 미친다. 저 신장율 에지화염의 진동모드는 성장모드, 감쇠모드 그리고 조화모드로 요약된다. 또한, 각 진동모드의 조건을 전체신장율과 희석제의 몰분율에 대한 안전화선도를 작성하였다.

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TGA를 이용한 Fe2O3/ZrO2의 환원/물 분해/공기산화 kinetic 연구 (Kinetics Study on the Reduction with Methane, Oxidation with Water and Oxidation with Air of Fe2O3/ZrO2 Using TGA)

  • 남현우;강경수;배기광;김창희;조원철;김영호;박주식
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.168-177
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    • 2011
  • A set of kinetics study on the reduction with $CH_4$, oxidation with steam and oxidation with air was performed for $Fe_2O_3/ZrO_2$. $Fe_2O_3/ZrO_2$ was prepared by aerial oxidation method. The reactivity experiments were performed in a thermogravimetric analyzer (TGA) with different reacting gas concentrations and temperatures. The obtained activation energy of reduction by methane, oxidation by water and oxidation by air are 219 kJ/mol, 238 and 20 respectively.

화학반응기 네트워크을 이용한 희박 예혼합 가스터빈 연소기에서의 오염물질 예측에 관한 연구 (Prediction of Pollutant Emissions from Lean Premixed Gas Turbine Combustor Using Chemical Reactor Network)

  • 박정규;누엔후트룩;이민철;정재화
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.225-232
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    • 2012
  • 희박 예혼합 가스터빈 연소기에서 배출되는 NOx, CO 와 같은 오염물질을 예측하기 위해서 화학반응기 네트워크 모델을 개발했다. 본 연구에서는 CHEMKIN 코드와 4 가지 NO 생성 메커니즘을 포함한 GRI 3.0 메탄-공기 연소 메커니즘을 이용해서 가스터빈의 부하조건을 변화시키며 NOx 및 CO 배출의 예측을 수행하였다. 모델의 검증을 위해서 계산된 결과를 모사연소기의 실험 데이터와 비교하였다. 여러부하조건에 따른 4 가지 NO 경로의 기여도를 조사하였다. 또한 인젝터의 질량유동 및 당량비의 불균일성이 NOx 배출이 끼치는 영향을 고찰하고 10ppm 이하의 저 NOx 연소기 개발을 위한 저감 방법을 제안했다.

메탄/공기 다중 제트 예혼합 화염에서의 유동과 연소특성 (Flow and Combustion Characteristic in an Array of Multiple Pre-Mixed Methane/Air Flame Jets)

  • 김영수;이대래;하만영;장영준;전충환;조승완;강길영;유재현
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권6호
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    • pp.547-557
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    • 2007
  • This study was conducted to investigate the flow and combustion characteristic of the experimental burner which was manufactured for the reflection of the oven and broil burner features. As slot shape, spacing between slots, and slot arrangement of the exit area which emits the mixing gas are different in case of oven burners and broil turners, the purpose of this study is to know the affection of the flame interaction and combustion characteristic according to the change of shape factors such as slot shape, slot arrangement, and slot-to-slot spacing. With no relation of the slot shape, as the spacing between slots became narrow, the occurrence of a lift-flame was delayed. So the combustion was possible in the leaner region, but the appearance of yellow-tip became a little fast. Slit slot port had the broadest operating range among the other slot shapes. Specially, from the side of lift-flame, as the jet that spreads downstream in the longitudinal slot was nearly circular just a few slot lengths away from the orifice, slot-to-slot spacing of the Slit port was closer than the other ports. These results could be expected through the computer numerical method and had a good agreement. As the spacing between slots increased, in case of Slit and Mix port, NOx emission rate was constant or decreased, but the NOx emission of Hole port was increased. CO emission rate of Slit and Hole port was increased as the slot-to-slot spacing was broadened.

메탄/공기 층류 부분예혼합화염의 상세 라디칼(OH*, CH* 그리고 C2*) 정보와 배기매출물에 관한 실험적 연구 (Detailed Local Chemiluminescence Measurement (OH*, CH* and C2*) and Nitrogen Oxides Emissions in Laminar Partially Premixed CH4/Air Flames)

  • 정용기;오정석;전충환;장영준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권2호
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    • pp.263-270
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    • 2005
  • An experimental study was performed to investigate the effects of partially premixing, varying the equivalence ratios from $0.79{\sim}{\infty}$, on NOx emissions and chemiluminescence of excited $OH^{\ast},\;CH^{ast}\;C_2^{\ast}$ radicals in laminar partially premixed flames. the signal from the electronically excited state of $OH^{\ast},\;CH^{ast}\;C_2^{\ast}$ was detected through a band pass filter with a photo multiplier tube, which are processed to the intensity ratio ($C_2^{\ast}/CH^{\ast},\;C_2^{\ast}/OH^{\ast},\;and\;CH^{\ast}/OH^{\ast}$) to reveal the correlation with local equivalence ratio. And measurements of NOx emission were made to investigate the relationship between visible flame appearance, chemiluminescence, and EINOX. The results demonstrated that (1) the flames at ${\phi}<1.59$ exhibited classical double flame structure, at ${\phi}>4.76$, the flames exhibited diffusion flame structure, and the intermediate flames at $1.59<{\phi}<4.76$ was a merged flame, (2) the $OH^{\ast}$ peak was located inside the $CH^{\ast}\;and\;C_2^{\ast}$ radical for all measured conditions and the emission intensity ratio of $C_2^{\ast}/CH^{\ast}\;and\;C_2^{\ast}/OH^{\ast}$ were identified as good marker for local equivalence ratio over a range of ${\phi}=0.79{\sim}1.2\;and\;CH^{\ast}/OH^{\ast}\;is\;0.79<{\phi}<1.9$. However, it was difficult to predict the equivalence ratio in partially premixed flames using this system for ${\phi}>2.38$, (3) the minimum NOX emission index (EINOx) is obtained for a equivalence ratio of 3.19 in the intermediate flames.

정상 초음파장의 간섭에 의한 메탄/공기 예혼합화염의 구조 변이 (Structural Variation of Methane/Air Premixed Flame Caused by the Intervention of Ultrasonic Standing-wave)

  • 서항석;이상신;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.1-6
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    • 2011
  • 본 연구에서는 정상초음파장의 간섭에 의해 야기되는 예혼합화염의 구조 변이를 규명하기 위한 실험 결과를 제시한다. 화염전파를 관찰하기 위해 슐리렌 기법을 이용하였으며, 초기압력 및 연소챔버 개방 유무에 따른 화염선단의 형태 및 화염 전파속도를 고찰하였다. 정상초음파장에 의한 화염선단의 찌그러짐이 관찰되었고, 초음파장의 특성이 변하지 않는 한 그 수직방향으로의 위치는 일정하였다. 정상초음파의 영향을 받은 화염은 전파할수록 구조적 변화가 심해졌으며, 전파속도 또한 증가하였다. 반사파와 정상초음파의 영향으로 연꽃모양의 화염(lotus flame)이 형성되는 사실을 발견할 수 있었다.