• 에너지공학
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• 제4권1호
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• pp.85-94
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• 1995

본 연구에서는 최근 차량용 대체연료로서 주목받고 있는 천연가스의 연소특성을 규명하기 위해 밀폐된 정적연소실을 이용, 당량비, 초기압력 및 점화위치 변화에 따른 연소실험을 행하였으며, 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 메탄-공기 예혼합기의 화염전파과정은 이론혼합기 부근에서 구면형으로 진행되는데 반해, 과농 또는 과박 혼합기 그리고 점화위치가 연소실 벽면에 가까울수록 타원형으로 진행되며, 초기압력이 증가함에 따라 화염전파는 느려진다. 화염전파속도와 연소 속도는 초기압력이 낮고 점화위치가 연소실 중심에 가까울수록 빠르며, 당량비 1.0∼1.1 사이에서 최대치를 보인다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.365-373
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• 2010

제트 혼합 반응기(JSR) 내의 NOx와 같은 배출물질을 예측하기 위해서 화학반응기 모델을 개발했다. 본 연구에서는 JSR에 대한 화학반응기 모델로서 two-PSR 모델이 채택되었다. CHEMKIN 코드와 4가지 NO 생성 메커니즘을 포함한 GRI 3.0 메탄-공기 연소 메커니즘을 이용해서 JSR내의 희박 예혼합 메탄-공기 연소의 NO 생성예측을 실시하였다. 모델의 검증을 위해서 계산된 결과를 Rutar의 실험 데이터와 비교하였다. NO 생성의 중요 파라미터와 4 가지 NO 경로의 기여도를 조사하였다. 화염 영역에서는 prompt 메커니즘이 주된 경로이고, 화염후영역에서는 Zeldovich 메커니즘이 주된 경로이다. 희박 예혼합 조건에서는 N2O 메카니즘이가 화염 및 화염후 영역 모두에서 중요한 경로이다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.48-57
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• 2003

A cylindrical constant volume combustion chamber was used to investigate the flow characteristics at spark plug and the combustion characteristics of homogeneous charge methane-air mixture under various initial pressure, excess air ratio and ignition times in quiescent mixture. The flow characteristics such as mean velocity and turbulence intensity was analyzed by hot wire anemometer. Combustion pressure development measured by piezoelectric pressure transducer and flame propagation acquired by ICCD camera were used to investigate the effect of initial pressure, excess air ratio and ignition times on pressure, combustion duration, flame speed and burning velocity. Mean velocity and turbulence intensity had the maximum value at 200 or 300ms and then decreased to near 0 value gradually after 3 seconds. Combustion duration, flame speed and burning velocity were observed to be promoted with excess air ratio of 1.1, lower initial pressure and ignition time of 300ms.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.29-36
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• 2003

A cylindrical constant volume combustion chamber was used to investigate the flow characteristics at spark plug and the combustion characteristics of inhomogeneous charge methane-air mixture under several parameters. The flow characteristics such as mean velocity and turbulence intensity was analyzed by hot wire anemometer. Combustion pressure development measured by piezoelectric pressure transducer was used to investigate the effect of initial charge pressure, excess air ratio and ignition times on combustion pressure and combustion duration. Mean velocity and turbulence intensity had the maximum value at 200 or 300ms and then decreased to beneath 0.05m/s gradually at 3 seconds. Second mixture is accompanied by an increase in the combustion rate, and that the higher the mass which is added in the second stage injection, the faster the burn rate.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.201-209
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• 1996

This study describes the combustion characteristics of methance-air mixture with various equivalence retio and initial conditions of mixture in constant volume combustion chamber. Combustion characteristics of methane-air mixture such as combustion pressure, combustion temperature, and heat release were investigated by the measurement of combustion pressure and temperature in the combustion chamber. The results show that maximum combustion pressure, gas temperature and rate of heat release have peaks at equivalence ratio of 1.1. Combustion duration is also the shortest at the equivalence ratio of 1.1 and it is shortened as initial mixture temperature increases.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.301-303
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• 2017

본 연구는 고온 고압의 연소식 공기가열기의 성능시험에 대한 것이다. 약 2000K의 고온 공기를 공급 할 수 있는 연소식 공기가열기를 설계하여 성능시험을 진행 중이다. 설계된 공기가열기는 메탄, 산소, 공기를 사용하며, 믹싱헤드면의 냉각을 혼합되는 공기를 이용한다. 따라서 고온의 화염에 안정적인 내열특성을 갖도록 설계되어야 하며, 시험을 통해 이를 확인하여야 한다. 본 논문에서는 시험 결과의 일부를 통해 연소식 공기가열기의 성능시험을 고찰하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.1-8
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• 2004

A cylindrical constant volume combustion chamber was used to investigate the exhaust emission characteristics of homogeneous charge, stratified pattern and inhomogeneous charge under various conditions using gas chromatography. In the case of homogeneous charge condition, the $CO_2$ concentration is proportional to excess air ratio and overall charge pressure, the $CO_2$ concentration is proportional to excess air ratio and the UHC concentration is inversely proportional to ignition time and overall charge pressure. In the case of stratified pattern, the RI(rich injection) condition shows better exhaust emission characteristics, especially $CO_2$, than that of HI (homogeneous injection) or LI (lean injection) conditions. In inhomogeneous charge conditions, when initial charge pressure is increased, $CO_2$ and UHC concentration is reduced but $O_2$ concentration is increased. And when the excess air ratio of initial charge mixture is 3.0, UHC and $CO_2$concentration show lowest values.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.156-167
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• 1996

The present work is a continuation of our previous study to investigate the effects of parameters such as equivalence ratio, hydrogen supplement rate and initial pressure on combustion characteristics in a disk-shaped constant volume combustion chamber. The main results obtained from the study can be summarized as follows. The flames in near stoichiometric mixture of methane-air are propagated with a spherical shape, but in excess rich or lean mixtures are propagated with a elliptical shape. And, they are changed to an unstable elliptical shape flame with very regular cells by increasing the hydrogen supplement rate. Also, flame is sluggishly propagated at increased initial pressure in combustion chamber. Volume fraction of burned gas and flame radius as the combustion characteristics are increased by increasing the hydrogen supplement rate, especially at the combustion middle period, but then are slowly increased by increasing the initial pressure.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.46-52
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• 2009

In this study the predictions of NOx in methane-air lean premixed combustion in PSR were carried out with GRI 3.0 methane-air combustion mechanism and Zeldovich, nitrous oxide, prompt, and NNH NO formation mechanism by using CHEMKIN code. The results are compared to the JSR experimental data of Rutar for the validation of the model. This study concerns about the importance of the chemical pathways. The chemical pathway most likely to form the NO in methane-air lean-premixed combustion was investigated. The results obtained with the 4 different NO mechanisms for residence time(0.5-1.6ms) and pressure(3, 4.7, 6.5 atm) are compared and discussed.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.431-438
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• 2011

비예혼합 화염의 부상 조건은 연소기의 운전 조건을 한정하는 매우 중요한 변수이다. 동축류 층류 비예혼합화염의 경우 점성계수와 물질 확산 계수의 비로 정의되는 슈미트 수가 1 보다 큰 조건에서 안정적인 부상화염이 존재하고 그 반대의 경우 부상이 불가능한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 동축 관내에서의 화염의 부상 특성에 대해 슈미트 수가 1 보다 큰 프로판과 슈미트 수가 1 보다 작은 메탄 비예혼합 화염의 부상 안정화를 실험적으로 비교하였다. 그 결과, 제한된 공간에서는 슈미트 수가 1 보다 작은 조건에서도 안정적인 부상화염이 존재할 수 있음을 확인하였다. 그 원인 규명을 위해 간단한 비반응 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 결론적으로 개방공간에서와는 달리 관내 조건에서는 유한한 크기의 화염 공간으로 인해 인접한 상류에서 유동 재편이 물질확산에 비해 선택적으로 재편됨으로써 새로운 안정화 기구가 형성될 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 제한된 공간내에 화염이 형성되는 일반적인 연소기의 화염안정화 설명에 중요한 단서를 제공한다.