• 한국산업융합학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.137-142
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• 2009

Burning velocity of methane-air mixtures with water vapor have been measured to study the process of flame propagation using schlieren photographs and computation. The computations were carried out for the burning velocity using premix code of Chemkin program to compare the experimental results. The quantity of water vapor contained were changed 5% and 10% of total mixtures, and equivalence ratio of mixtures between 0.8 and 1.2 were tested under the ambient temperature 323K and 373K. The results showed little difference between these two methods, the burning velocity was decreased by increasing the water vapor contents due to the interruption of flame development. And, the effect of ambient temperature was less significant by increasing the water contents on the burning velocity.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.96-101
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• 2010

본 연구에서는 터널 내부에서의 화재 사고 시 화재를 자동으로 조기 발견 경보하여 화재 초기에 대응력을 확보시킬 수 있게 하는 화재 감지기의 성능 평가를 위해 터널 내부에서의 실물 화재 실험을 실시하였다. 실물화재실험은 일반적으로 도로 터널에 적용 중인 공기관식, 반도체식 감지기를 대상으로 "도로터널 방재시설 설치지침(2004, 건설교통부)"의 터널 내부의 화재 감지기 성능 실험 기준에 따라 메탄올을 이용한 풀버너와 소형 승용차를 이용하였다. 실험결과 메탄을 풀화재(단면적 $4m^2$)의 경우 약 36초 안에 모두 화재를 감지하였으며, 실물자동차화재실험의 경우는 1분 이내에 모두 화재를 감지하는 결과를 나타내었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.265-266
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• 2015

The multi-environment PDF model coupled with flamelet generated manifolds(FGM) has been developed for a large eddy simulation of turbulent partially premixed lifted flame. This approach has a capability to realistically account for the transport and evolution of probability density function for mixture fraction and progress variable with the manageable computational burden. Using the tabulated chemistry, it is possible to track radical distributions which is important to predict autoignition process with the vitiated coflow environment. Numerical results indicate that the present yields the good agreement with experimental data in terms of mixture fraction, temperature, and species mass fractions.

• Journal of Welding and Joining
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• 제1권2호
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• pp.7-11
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• 1983

본 공장(진해화학주식회사)에서 암모니아는 나프타를 원료로 한 수소와 공기 중의 질소를 합성하여 제조된다. 암모니아 제조 공정 중 메탄가스(CH$_{4}$)와 수소가스(H$_{2}$) 중에 불순물로 존재하는 유화 수소(H$_{2}$S)를 제거시키는 공정이 탈황공정이다. 탈황공정은 산화 아연(ZnO)과 코발트-몰리브덴(Cobalt-Molybdenum) 촉매층에서 이루어지며 탈황공정이 이루어지는 용기를 탈황조(desulfurizer vessel)라 한다. 본 공장에 설치된 탈황조는 1966년에 설치되어 운용되어 왔다. 본 공장의 안전 조업을 위해 초음파 탐상법, 방사선 투과 탐상법, 표면 침투 탐상법으로써 탈황조의 노후도 측정을 행하였다. 탐상 결과 스테인레스 클래드의 모재부 용접선을 따라 균열이 발견되었다. 균열 부위를 깊이 연마하여 용접 결함부를 제거하고 다시 용접을 함으로써 본 탈황조를 연장하여 사용할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.219.1-219.1
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• 2010

매립지에서 유기물의 분해로 발생되는 매립가스는 악취 등으로 인한 대기오염뿐만 아니라 온난화지수가 21인 메탄이 약 50vol% 포함되어 있어 지구온난화에 큰 영향을 미친다. 하지만 매립가스를 에너지원으로 활용하면 대기오염저감, 지구온난화 감소, 대체에너지원 확보뿐만 아니라 CDM사업 등과 연계하여 부가수익창출이 가능하다. 현재 국내에는 약 242개의 폐기물매립지가 있는데, 이중 매립가스를 활용하는 곳은 단지 14개소로 개별 경제성이 있는 대형매립지에서만 자원화시설을 설치하여 운영 중이며 그 외 매립지에서는 매립가스를 소각 또는 단순 대기 방출하여 대기오염유발과 동시에 대체에너지원 미활용으로 국가차원에서 큰 손실이므로 이를 활용할 수 있는 기술개발이 시급하다. 본 연구에서는 중소규모 매립지에서 발생하는 매립가스를 중심적환장으로 이송하여 경제성을 가지는 에너지원으로 활용할 수 있는 기술개발을 목표로 하이드레이트 기술을 접목한 기초연구를 수행하였다. 매립지에서 매립가스가 생성되는 과정에 표층부의 균열 및 차수막의 손상과 포집하는 공정에서 블로워 등의 사용으로 질소가 다량 포함되며 질소의 경우 상당히 높은 압력과 낮은 온도에서 하이드레이트를 형성하므로, 매립가스 하이드레이트 형성시 질소의 영향에 대해 알아보았다. $CH_4+CO_2$ System과 $CH_4+O_2+N$ System에 대하여 각각의 실험조건에서 Kinetic을 측정하였으며, 실험전후의 가스 조성을 Gas Chromatography로 정성, 정량 분석하였다. 실험결과 매립가스에 공기가 유입될 경우, 질소의 영향으로 하이드레이트 생성조건이 가압되었고 하이드레이트 내 메탄의 함량비율이 줄어들었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.21-27
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• 2015

현행 배기가스규제인 유로6을 대응하기 위해선 질소산화물과 메탄의 배출량을 크게 저감시켜야 하는 실정이다. 본 연구에서는 부분부하운전조건에서 밸브오버랩 감소가 수소-천연가스엔진의 연소 및 배기특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 각 연료와 기존캠 및 밸브오버랩이 감소된 변경캠에 대하여 연소 및 배기특성을 분석하였다. 실험결과 변경캠을 사용하였을 때 열효율이 감소하고 연료유량이 증가하였다. 열효율 감소로 인하여 메탄과 이산화탄소의 배출량은 증가하였다. 희박한 운전조건에서 질소산화물 배출량은 기존캠 대비 감소하였다. 동일한 연료 및 운전조건에서는 효율과 배기특성에 악영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제7권3호
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• pp.44-50
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• 2003

연료농도에 따른 대향류 화염구조의 변화를 조사하고 수치법을 검증하기 위해, 축대칭 메탄-공기 대향류화염을 모사하였다. 변형률 $a_g=20,\;60,\;90\;s^{-1}$과 연료 중 메탄의 몰분율 $x_m=20,\;50,\;80\%$를 수치매개변수로 하여, 변형율과 연료농도에 따라 온도분포, 닥트 중심축의 온도분포와 축방향 속도의 분포를 계산하였다. 축대칭 모사는 혼합분율 연소모델을 채용한 FDS로 수행하였고, 계산결과를 구체적 화학반응을 포함한 1차원 화염코드 OPPDIF의 계산결과와 비교하였다. 본 연구에서 조사한 모든 변형율과 연료농도에서 축대칭 모사의 온도 및 축방향 속도 분포가 1차원 계산결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 연료농도가 증가하면 화염의 두께와 최고온도가 증가하고 반경이 감소함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제24권3호
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• pp.20-26
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• 2020

본 연구에서는 폭발 공간에 존재하는 장애물에 의한 메탄-공기 혼합기의 폭발압력 및 화염전파속도의 영향을 조사하기 위해 실험적 조사를 수행하였다. 밀폐된 폭발 공간에서의 폭발압력 및 화염전파속도에 대한 장애물의 영향을 일반화하기 위해서 장애율이라고 하는 정량화된 파라메타를 사용하였다. 실험 결과 장애물 개수에 관계없이 장애율이 증가할수록 폭발압력과 화염전파속도가 증가하였다. 또한 10 % 메탄가스의 동일한 농도조건에서, 장애물이 없는 경우(장애율 = 0)의 화염전파속도는 3.46 m / s가 얻어졌으며, 장애물 3개 및 장애율 0.98 인 경우는 24.24 m / s로서 약 7 배가 증가하였다. 동일한 장애율에서는 장애물 개수가 증가할수록 폭발압력 및 화염전파속도가 급격히 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권4호
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• pp.384-391
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• 2007

Hydrogen-blending effects in flame structure and NO emission behavior are numerically studied with detailed chemistry in methane-air counterflow diffusion flames. The composition of fuel is systematically changed from pure methane to the blending fuel of methane-hydrogen through $H_2$ molar addition up to 30%. Flame structure, which can be described representatively as a fuel consumption layer and a $H_2$-CO consumption layer, is shown to be changed considerably in hydrogen-blending methane flames, compared to pure methane flames. The differences are displayed through maximum flame temperature, the overlap of fuel and oxygen, and the behaviors of the production rates of major species. Hydrogen-blending into hydrocarbon fuel can be a promising technology to reduce both the CO and $CO_2$ emissions supposing that NOx emission should be reduced through some technologies in industrial burners. These drastic changes of flame structure affect NO emission behavior considerably. The changes of thermal NO and prompt NO are also provided according to hydrogen-blending. Importantly contributing reaction steps to prompt NO are addressed in pure methane and hydrogen-blending methane flames.

• 전기화학회지
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• 제6권1호
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• pp.23-27
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• 2003

본 연구는 휴대용 전원으로 사용 가능성이 높은 소형 직접메탄을 연료전지의 단위전지와 모노폴라 스택의 운전특성을 살펴본 것이다. 공기와 메탄올이 외부에서 강제로 공급되지 않는 수동형(passive)의 운전조건에서 최적 메탄을 농도는 4M이었으며, 촉매 담지량도 $8mg/cm^2$에서 가장 높은 성능을 나타내었다. 상온 상압 수동형 조건에서 얻은 최대 성능은 $55mW/cm^2$이었다. 6개의 단전지로 이루어진 모노폴라 스택에서는 셀간의 성능차이는 크게 나타나지 않았으며, 출력밀도는 $37mW/cm^2$이고, 1W의 출력을 보였다. 또한, 16셀로 구성된 2.4W급 모노폴라 스택을 제작하여 모형 자동차에 장착하고 시범 운전을 성공적으로 수행하였다.