• Title/Summary/Keyword: 배기가스 유입

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Characteristics of Entrainment Flow Rate in a Coanda Nozzle with or without Coaxial Contractor (코안다 노즐에서 중심 축소관 유무에 따른 유입량 특성)

  • Ha, Ji Soo;Shim, Sung Hoon
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.18 no.2
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    • pp.21-27
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    • 2014
  • A MILD(Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustion, which is effective in the reduction of NOx, is considerably affected by the recirculation flow rate of hot exhaust gas to the combustion furnace. The present study used a coanda nozzle for the exhaust gas recirculation in a MILD combustor. A numerical analysis was accomplished to elucidate the effect of exhaust gas entrainment toward the furnace with or without a coaxial contractor. The result of the present CFD analysis showed that the entrainment mass flow rate without a coaxial contractor had 18% larger than that with a coaxial contractor when the mixed gas outlet pressure was ambient pressure. On the other hand, if the outlet pressure increased, the mass flow rate with a contractor was larger than that without a contractor. It could be analysed by the entrainment driving force composed with the nozzle throat pressure, inlet and outlet pressures and flow cross sectional area.

A Study on the Flow Characteristics of the Flue Gas Recirculation with the Change of Venturi Tube Shape (벤튜리관 형상에 따른 배기가스 재순환 유동 특성에 관한 연구)

  • Ha, Ji Soo;Shim, Sung Hun;Kim, Dae Yeon
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.23 no.1
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    • pp.12-18
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    • 2019
  • Exhaust gas recirculation method is widely used among various methods for reducing nitrogen oxides in automobile engines and incinerators. In the present study, the computational fluid dynamic analysis was accomplished to derive the optimal location of air nozzle exit position by changing its position in a venturi tube for the maximum flue gas recirculation effect. In addition, the flue gas recirculation characteristics with a cone at the exit of air nozzle was elucidated with flue gas recirculation flow rate ratio and mixed gas exit temperature. When the air nozzle exit position was changed from the start position (z = 0) to the end position (z = 0.6m) of the exhaust gas recirculation exit pipe, the change of streamline and temperature distribution in the venturi tube was observed. The exhaust gas recirculation flow rate and the average temperature at the mixed gas exit position was quantitatively compared. From the present study, the optimal location of air nozzle exit position for the maximum flue gas recirculation flow rate ratio and maximum mixed gas exit temperature is z = 0.15m (1/4L). In addition, when the cone is installed at the outlet of the air nozzle, the velocity of the air nozzle outlet is increased, the flue gas recirculation flow rate was increased by about 2 times of the flow rate without cone, and the mixed gas exit temperature is increased by $116^{\circ}C$.

A Study on the Flow Entrainment Characteristics of a Coaxial Nozzle Used in a MILD Combustor with the Change of Nozzle Position and Flow Condition (MILD 연소로에서 노즐의 위치와 유동 조건에 따른 유입량 특성에 관한 연구)

  • Shim, Sung-Hoon;Ha, Ji-Soo
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.34 no.2
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    • pp.103-108
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    • 2012
  • A MILD (Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustor decreases NOx formation effectively during the combustion process and NOx formation is affected significantly by the exhaust gas entrainment rate toward fuel and air. The present study focused on the new MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the new MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. The connection pipe is set between the outer side and the inner side tubes and coaxial air nozzle is inserted at the center of the connection pipe. A numerical analysis is accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of air nozzle exit velocity, nozzle diameter, nozzle exit position and exhaust gas side pressure. The entrainment rate is proportional to the square root of air nozzle exit velocity and negatively proportional to the pressure difference between the exhaust gas side and furnace side pressures. The effect of air nozzle exit position is not considerable on the exhaust gas entrainment.

A study on the exhaust gas recirculation in a MILD combustion furnace by using a Venturi nozzle (MILD 이용한 배기가스 재순환에 관한 연구)

  • Ha, Ji Soo;Shim, Sung Hoon
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.22 no.4
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    • pp.413-419
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    • 2013
  • The present study used the MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. A numerical analysis was accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of venturi nozzle geometrical parameters, nozzle position, nozzle gap between high pressure air nozzle and venturi nozzle, and with the change of high pressure nozzle inlet velocity. The entrainment flow rate for the case with the high pressure air nozzle attached at the exhaust gas wall has relatively small change with the change of nozzle gap. That for the case with the high pressure air nozzle exposed to the exhaust gas has monotonically increase with the change of nozzle gap. The flow rate ratio of entrainment flow rate has considerably increase tendency with relatively lower air inlet velocity, on the other hand, that with relatively higher air inlet velocity could be seen relatively small increase.

A Study on the Exhaust Gas Recirculation in a MILD Combustion Furnace by Using the Coanda Nozzle Effect (MILD 연소로에서 Coanda 노즐 효과를 이용한 배기가스 재순환에 관한 연구)

  • Ha, Ji Soo;Shim, Sung Hoon
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.35 no.12
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    • pp.967-972
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    • 2013
  • A MILD (Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustion, which is effective in the reduction of NOx, is considerably affected by the recirculation flow rate of hot exhaust gas to the combustion furnace. The present study used the MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. A numerical analysis was accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of coanda nozzle geometrical parameters, nozzle passage gap length, nozzle passage length, nozzle angle and expansion length. The optimal configuration of coanda nozzle for the best entrainment flow rate was gap length, 0.5 mm, expansion angle, 4o and expansion length, 146 mm. The nozzle passage length was irrelevant to the exhaust gas entrainement.

A Study on the Combustion Flow Characteristic and NOx Reduction of the Exhaust Gas Recurculation Burner using Coanda Nozzles (코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 버너의 연소 유동 특성 및 NOx 저감에 관한 연구)

  • Ha, Ji Soo
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.21 no.3
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    • pp.53-60
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    • 2017
  • Various researches have been conducted for the reduction of NOx at the combustion furnace and exhaust gas recirculation method is commonly used technology for NOx reduction. The present research adopted coanda nozzles at the outside pipes of furnace to entrain the exhaust gas for the exhaust gas recirculation and the mixed gas was ejected to the tangential direction to cause the swirl flow in the furnace. The combustion flow characteristics in the exhaust gas recirculation burner with coanda nozzle has been elucidated by analyzing the swirl flow streamlines, temepraure and reaction rate distribution in the furnace. The exhaust gas entrained flow rate has been investigated by changing the excess air factor and coanda nozzle gap and the exhaust gas entrained flow rate increased with the increase of excess air factor and it decreased with the increase of coanda nozzle gap. The mean temperature at the exit plane of exhaust gas decreased with the excess air factor and it was little affected by the increase of coanda nozzle gap. The NOx mass fraction at the exhaust gas exit plane remarkably decreased with the excess air factor and it was also little affected by the increase of coanda nozzle gap.

IMO 규정 대응 선박 배기가스 DePM, DeSOx 순환처리장치 (Recycle system) 개발

  • Ha, Sin-Yeong;Kim, In-Su
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2015.10a
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    • pp.64-65
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    • 2015
  • 본 연구는 PM과 SOx를 효과적으로 저감 시킬 수 있는 Water- Scrubber와 오염물과 세정수의 분리가 가능한 Purifier를 이용한 새로운 순환식 배기가스 세정시스템의 개발하여 PM, PAH 제거효율을 산정한 결과, PM과 PAH모두 유입 수 대비 99%이상 처리되는 것을 확인하였으며, 수질인자도 재사용이 가능한 유입수의 수준으로 분석되었다.

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CFD를 이용한 흡수탑 내 유동 균일효과 연구

  • 이춘만;이호경
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.106-106
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    • 2004
  • 보일러에서 연소된 후 배출된 가스는 탈황목적으로 설치된 흡수탑 내에 유입되어 Slurry Spray Nozzle에서 분사된 Limestone Slurry에 의해 배기가스중의 SO$_2$를 흡수한 다음 반응조로 떨어지게 되지만 분사된 액적의 일부는 배기가스의 압력에 의하여 같은 유동 방향으로 미세한 Mist의 형태로 배기가스와 함께 흡수탑의 Outlet Duct를 통해 빠져나간다. 이 Mist(액적크기 40 $\mu\textrm{m}$이하)에는 고형 성분이 함유되어 있는데 보통 Chloride농도가 높아 탈황설비 후단 (duct, GGH, Stack)에 plugging, 부식 등의 문제를 유발하므로 Spray Header상부에서 Mist Eliminator를 설치하여 Mist를 제거하도록 한다.(중략)

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CFD analysis of CO detecting device in household gas boiler (가정용 가스 보일러 CO발생 검지 장치 전산해석)

  • Hwang Jae-Soon;Park Ju-Won;Shin Dong-Hoon;Chung Tae-Yong;Chae Jae-Ou;Choi Kyung-Suhk
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.164-169
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    • 2006
  • 본 연구는 가정용 가스 보일러의 배기가스 유동특성을 전산유체역학을 이용하여 정밀 분석하고 CO 검지 장치의 최적화 설계를 결정하는 것을 목적으로, CFD 상용코드 FLUENT 6.2를 이용하였다. 배기가스 포집위치에서 가스 유속의 균일성과 CO농도 검출기에서의 속도가 주요 성능 인자이며 포집기의 위치, 포집구멍의 크기 및 배기가스의 유량을 주요 변수로 선택하였다. 포집기의 위치는 배기부의 상부와 하부인 두가지의 경우이고 두 경우의 배관 높이 차이는 10 mm이다. 포집구멍의 직경 변화는 3 mm, 4 mm 및 5 mm인 세가지 경우이다. 마지막 변수인 배기가스의 유입속도는 20,000 kcal/hr용량의 k사 가스 보일러가 공기비 1.1일 경우에 정상 연소시 0.5 m/s임을 알았고 저부하와 고부하일 경우를 고려해서 0.3 m/s, 0.5 m/s 및 0.7 m/s의 세가지 경우를 변수로 결정하여 총 18가지 형태의 대상을 전산유체 역학을 통해서 분석하였다. 궁극적인 목표였던 배기가스의 균일성은 한가지 경우를 제외 하고는 만족할만한 결과를 얻었기 때문에 CO검지 장치가 위치할 곳에서의 속도 및 포집구멍의 크기가 CO농도 검출기 유속의 주요 인자라 할 수 있다. 결론적으로 포집구멍의 크기가 5 mm인 6가지 경우 중에서 두가지 경우는 검지장치의 유효속도를 초과하였고 포집구멍의 크기가 3 mm인 경우는 검지장치의 유입 속도가 상대적으로 작으므로 포집구멍의 크기는 4 mm가 적합한 것으로 판단하였다.

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하나로 냉중성자원 시설계통 배기수집탱크 내 수소가스 분석

  • Son, U-Jeong;Choe, Jeong-Un;Jeong, Chang-Yong;U, Sang-Ik;Kim, Yeong-Gi
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.337-337
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    • 2010
  • 하나로 반사체의 수직공 안에 설치된 냉중성자원 시설계통의 수조내기기는 원자로에서 생성되는 열중성자를 약 22K의 감속재로 감속시켜 0.1~10 meV 범위에서 높은 선속을 갖는 냉중성자를 생산한다. 냉중성자를 생산하기 위한 냉중성자원 시설계통의 구성은 감속재인 수소를 포함하고 있는 수소계통, 수소의 외부누출을 방지하기 위한 가스블랭킷계통, 극저온의 액체수소를 생산하기 위한 헬륨냉동계통, 극저온인 액체수소 층을 감속재용기 내에 유지하기 위한 진공계통 등으로 되어있다. 이들 계통 중 진공계통은 냉중성자원 시설계통의 정상운전 시 액체수소 열사이펀, 감속재용기 등의 냉중성자원 극저온 부품의 단열을 위하여 진공용기의 내부 진공도를 공정진공도 이하로 유지하기 위한 계통이다. 정상운전 시 진공계통으로부터 발생되는 배기 가스는 배기 수집탱크에 포집된다. 냉중성자원 시설계통으로부터 발생되는 배기가스는 배기수 집탱크를 통하여 수소의 누출여부를 확인한 후 원자로홀로 배기되도록 되어 있으며, 만일의 경우 탱크내부의 배기가스 수소 농도가 기준치인 3.5%이상일 때는 유입 원을 자동으로 차단하고, 희석용 가스인 고압의 질소를 주입하여 수소의 농도를 기준치 이하로 낮춘 후 원자로 홀로 자동 배출하도록 되어 있다. 본 논문에서는 냉중성자가 생산되는 냉중성자원 시설계통의 운전과정에서 진공계통으로부터 배출되는 배기가스를 배기수집탱크로 포집하고, 이 가스에 대해 수소가스의 농도를 분석하여 원자로 홀로 안전하게 배기할 수 있도록 수행된 수소가스 분석에 대해 기술하였다.

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