• 제목/요약/키워드: 버너 구조

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희박한 당량비 구간에서 이중 선회버너의 배출특성 연구 (Emission studies of a dual swirl burner in the region of lean equivalence ratios)

  • 박태준;이기만
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.111-112
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    • 2013
  • An experimental study of a dual swirl burner was conducted to analyze NOx emission in the lean conditions. The dual swirl burner is composed of a combination of swirling jet premixed(main section) and diffusion flames(pilot section). It was operated with a co-swirling configuration and overall equivalence ratios between 0.6 and 0.8. The purpose of this study is to analyze experimentally the characterization of flame temperature and NOx concentration in reacting zone and to supply the useful experimental data for numerical simulations. The measurements of temperature and NOx concentration were captured using a thin digitally-compensated thermocouple and a sampling quartz probe with quenching effect of sudden expansion, and were measured by the NOx analyzer of chemiluminescence method. We could analyse the NOx emission characteristics comparing the temperature distributions in the lean equivalence ratios.

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증기 개질기의 반응 및 열변형 특성에 미치는 공정가스와 버너가스 온도의 영향 (Effect of Process Gas and Burner Gas Temperature on Reaction and Thermal Deformation Characteristics in a Steam Reformer)

  • 한준희;김지윤;이정희;이성혁
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.126-132
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    • 2016
  • 본 연구는 전산유체역학 기법을 이용하여 수소 생산 플랜트의 개질 튜브 공정가스와 버너 가스 온도에 따른 화학반응과 열변형 특성을 분석한다. 개질로 내부의 온도는 약 800 K 내지 1000 K 이상으로 고온으로 유지되기 때문에 튜브의 열변형 문제가 심각하게 발생할 수 있다. 따라서 개질로의 구조건전성을 평가하고 안정된 생산력을 가진 장비를 운영하기 위해서 반응과 열변형 특성에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구는 상용 전산해석 코드(ANSYS Fluent/Mechanical V.13.0)를 사용하여, 대류, 전도 및 복사 열전달을 포함한 복합 열전달과 난류유동을 3차원적으로 해석하였다. 특히, 열유동 특성에 따른 연성해석(Fluid-Solid Interaction: FSI)를 수행하였으며 고온 버너가스와 공정가스 운전조건에 따른 반응 특성과 열변형 변화를 분석하였다. 수치해석 결과, 개질 공정가스와 버너 가스의 주입온도가 각각 200 K 감소하면, 수소생성량은 최대 약 4 배, 최소 약 2 배 감소한다. 또한, 공정가스와 버너 가스의 주입온도에 따라 열변형은 최대 약 20%, 최소 약 15% 감소한다.

헵탄 풀화재 화염안정성에 관한 산화제 유속 및 농도 효과 (The Effects of Velocity and Concentration in the Oxidizer of Heptane Pool Fires on the Flame Stability)

  • 정태희;이의주
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권3호
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    • pp.309-314
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    • 2012
  • 풀화재에서 화염진동은 주위공기와의 밀도차에 의한 부력효과에 기인하여 주로 발생한다. 본 연구에서는 부력이 지배적인 풀화재의 불안전성에 대하여 산화제유속의 효과를 검토하기 위해 컵버너 실험을 수행하였다. 실험결과는 진동주파수가 산화제의 유속이 증가함에 따라 감소함을 보인다. 무차원 변수로 표현되는 주파수와 부력의 관계로 도시하였을 때 다양한 속도스케일을 사용할 수 있었지만, 연료와 산화제의 유속차로 정의되는 특성속도인 경우에 정지되어 있는 공기중에서의 풀화재 진동과 일치하는 관계식을 얻을 수 있었다. 이러한 사실은 부력이 지배적인 화염에서 불안전성의 원인은 전단면에서의 Kelvin-Helmholtz 불안전성이 주된 기구라는 것을 증명해준다. 산화제의 농도를 변화시켰을 경우에는 산화제의 불활성기체의 농도가 증가할수록 청염의 길이가 길어지고 컵버너 끝단으로부터 부상되는 것이 관찰된다. 또한 진동주파수는 희석율과는 특정한 관계를 보이지 않는데 이는 국부적 화염구조와 연관성을 가지기 때문으로 판단된다.

수증기 개질 반응로에 대한 열유동 해석 (A Numerical Study on the Heat and Fluid Flow in Steam Reforming Reactor)

  • 한정옥;이중성;이영철;홍성호;홍성국;동상근
    • 한국가스학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.78-84
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    • 2013
  • 수증기 개질 반응로 설계를 위해 수증기 개질 반응로에 대한 열유동 해석을 수행하였다. 6개의 이중관형 개질기 튜브들과 1개의 버너로 구성된 반응로에 대해 개질반응과 열유동 해석을 연계하여 수치계산을 수행하였다. 버너 형상 변화에 따른 반응로 내에서의 유동구조를 계산하여 버너 형상을 선택하였다. 개질반응 통합해석 결과, 반응로 상하단내에서 온도구배가 크게 나타났으며 개질기 튜브 내의 조성 변화도 반응로 온도분포의 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 운전조건인 SCR 및 GHSV 변동에 따른 개질 반응특성이 변화함을 확인할 수 있었다.

가스히터의 소음 진동 원인 분석 (A cause analysis of Noise & Vibration of Gas Heater)

  • 고재필;유현석
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.911-915
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    • 2006
  • 가스히터의 연소로부터 발생하는 소음 및 진동의 주원인은 연소소음(combustion roar)과 연소진동음(combustion oscillation)이다. 연소음의 특징은 음압이 넓은 주파수대에 걸쳐 비교적 일정하게 분포하고 있다. 본 논문에서 언급하고 있는 가스히터 초기 조건에서 볼 수 있는 상황으로 소음레벨이 낮고 진동 문제도 발생하지 않는다. 반면 연소진동음은 연소실내 기체의 고유진동수에 대하여 버너계가 Positive Feedback을 일으켜 공진할 때 발생되는 소음 및 진동이다. 연소진동의 발생 원인은 앞서 지적한 바와 같이, 연소할 때의 연소 진동수와 연소실의 구조적 고유진동수가 일치하면 큰 진동 및 소음을 발생시킨다. 따라서 소음 및 진동을 해결 할 수 있는 방법은 두 개의 고유진동수가 일치하지 않도록 하는 방법을 강구하여야 한다. 첫 번째 방법으로는 버너에서 연료와 공기량의 비율을 변화 시켜 진동수를 변화 시키거나, 연료와 공기의 통로길이, 연소실내에서의 연료와 공기의 혼합속도를 변화 시키는 방법이 있다. 두 번째 방법으로, 연소실의 고유진동수를 변화 시키는 방법으로 연소실의 길이나 덕트의 길이를 변경시켜 고유진동수의 주파수를 변경시키는 방법이다. 본 논문에서는 연소실의 조건을 변경하여 공명을 회피하는 방법을 채택하였고, 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

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저열량 바이오매스 합성가스의 혼소특성 (The Duel Fuel Combustion of Low Calorific Biomass Syngas with Fuel Oil)

  • 윤상준;김용구;전창준;이재구
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권5호
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    • pp.860-865
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    • 2012
  • 바이오매스 합성가스는 저열량 가스이지만 유류를 대체하기 위한 목적으로 공업로, 보일러 등에서 혼소방법으로 이용되고 있다. 혼소버너의 기본구조는 오일버너를 중심부로 하고 저열량 가스 연료를 그 주위로 공급하는 형태로 설계되었다. 본 연구에서는 가스의 균일분산 방법과 가스노즐 각도를 변화시키는 방법을 적용하여 세 종류의 버너를 설계하였다. 연소공기량 증가에 따라 CO 발생량이 감소하였으며, 혼소조건에서 화염으로부터 잔염 발생 원인은 오일버너로부터 미립화 불량인 것으로 나타났다. 혼소조건에서는 가스와 오일연료에 대한 과잉공기 요구량이 서로 다르기 때문에 적절하게 연소공기량을 맞추기가 어려웠지만, 과잉산소 4.7~8.2% 범위에서 안정적인 연소조건 유지가 가능하였다. 본 연구를 통하여 합성가스와 유류의 혼소 이용은 합성가스 성분이 오일보다 연소속도가 빠르게 이루어져 오일버너 미립화를 촉진시켜주고, 오일 단독연소조건보다 CO 배출 농도를 낮게 유지할 수 있음을 알 수 있었다.

가스레인지에 있어서 칼라코딩을 통한 버너와 스위치의 자연적 대응에 관한 연구 (A Study on the Natural Mapping between Burner and Switch of Gas Range by Color coding)

  • 오해춘;홍지영
    • 디자인학연구
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    • 제16권2호
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    • pp.415-424
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    • 2003
  • 사람들은 기억해야할 정보를 머리 속에만 저장하지는 않는다 그러한 정보를 사물에 저장할 수 도 있는데 노만은 이를 세상 속 지식이라고 부른다. 가장 보편적이면서 일반적으로 정보를 사물에 저장하는 방식은 이름표를 부착하는 것이다. 4구 가스레인지에 있어서도 마찬가지로 사용자는 버너와 스위치간의 관계를 기억할 필요 없이 이름표를 보고 이들 관계에 대한 개념모형을 만들도록 가스레인지는 사용자에게 요구하고 있다. 하지만 사용자가 일일이 이름표를 보고 스위치를 조작하는 것은 인지적 스트레스일 것이다. 노만은 이러한 문제를 해결하고자 버너와 스위치가 자연적으로 대응되도록 공간적 유사성을 통한 방법을 제시하였다. 그러나 그의 방법은 현실적으로 주방의 구조에 잘 부합할 수 없어 사용되기가 힘들다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결할 방법으로 칼라코딩을 제안하였다. 버너와 스위치를 칼라로 코딩하면 자연적인 대응이 이루어질 것이라는 관점에서 일반적인 가스레인지를 사용하는 집단과 칼라코딩 된 가스레인지를 사용하는 집단을 자극에 대한 정확성과 반응시간을 기준으로 실험하였다. 실험결과 두 집단간의 과제에 대한 정확도의 차이(f(1,38)=17.892, p<.01)와 반응시간(F(1,38)=6.726 p<.05)의 차이가 유의미하여 칼라코딩의 효과가 있음이 증명되었다. 본 연구를 통해서 칼라코딩이 디자인과정에서 인지적 분류가 중요한 제품들의 디자인에 효과적으로 사용될 수 있음을 제시하고 있다.

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스치로폼 패널의 화재 안전성 연구 (A Study on the Fire Safety of Expanded Poly-Stylene Foam Panel)

  • 권오상;유용호;김흥열;김정현
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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    • pp.513-519
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    • 2009
  • 현재 국내의 주요 샌드위치패널 화재안전성능 평가방법에는 Cone calorimeter (연소성능) 및 가스유해성 시험방법이 있지만 샌드위치패널의 경우 불연재질 속 심재의 연소특성을 측정하여 실제 화재에서의 연소거동을 예측하기가 쉽지 않다. 따라서, 본 연구에서는 스티로폼 패널의 화재 안전성 연구를 위해서 ISO 9705 시험(Room Corner Test)을 실시하였다. 실험결과 두 시편 모두 시험이 진행되고 약 12분 정도, 버너의 열량이 100 kW에서 300 kW로 진행되는 시점에서 천정부가 붕괴되어 스티로폼 샌드위치 패널의 구조적인 문제점이 발생되었다. 스티로폼 샌드위치 패널은 내부 심재에 화염이 전파되었을 경우 급속한 화염의 전파 속도로 인해 구조적인 문제점을 발생되는 것을 확인할 수 있었으며, 향후 이와 같은 스티로폼 샌드위치 패널의 실물 화재 시험에 따른 연구 결과들이 화재안전 성능 등급 분류 기준 설정에 사용될 수 있을 것이다.

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버섯의 감압건조기 개발 (Development of Decompressed Dryer for Mushroom)

  • 김영민;김유호;조영길;최희석;조광환
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2003년도 하계 학술대회 논문집
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    • pp.267-272
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    • 2003
  • 본 연구에서는 버섯의 건조시간을 줄여 건조 후 버섯의 품질을 향상시키기 위하여 버섯의 감압건조기를 개발하였으며 연구 결과는 다음과 같다. 가. 버섯의 감압건조기의 시작기를 제작하였고, 시작기의 구조는 건조실, 감압블로워, 흡ㆍ배기구 솔레노이드 밸브, 제습장치, 송풍기, 전기히터로 구성되어 있으며, 건조실의 내부 압력이 표준대기압-900hPa, 열풍온도는 상온에서 5$0^{\circ}C$까지 조절할 수 있도록 제작하였다. 나. 시작기를 이용하여 표고버섯을 대상으로 건조특성시험을 실시한 결과, 열풍온도 5$0^{\circ}C$, 건조실 내부압력 900-940hPa에서 건조시간은 11.5h으로 대기압과 비교하여 6.5h 단축되는 것으로 나타났다. 또한, 건조 전ㆍ후의 색차, 수축률, 복원률의 품위가 우수한 것으로 나타났으며 F-test 유의성 검증 결과, 5%의 유의수준에서 갓주름의 색차, 갓직경의 수축률, 복원률에서 유의차가 있는 것으로 나타났다. 다. 열풍온도 5$0^{\circ}C$, 건조실 내부압력 900-940hPa로 표고버섯과 아가리쿠스에 대하여 건조성능시험을 실시한 결과, 표고버섯의 경우 건조시간은 13h으로 열풍식 농산물 건조기와 비교하여 건조시간이 4.5h 단축되는 것으로 나타났으며, 아가리쿠스의 경우 건조시간이 17.5h로 나타났다. 라. 성능시험 결과, 시작기가 열풍식 농산물건조기와 비교하여 건감률, 색택, 수축률, 복원률 등의 품위가 전반적으로 우수한 것으로 나타났다. 마. 시작기의 건조비용을 분석한 결과, 건조시간은 단축되었지만 시설투자비가 높아 건조비용이 표고버섯의 경우 2,461원/kg으로 열풍식 농산물건조기 보다 13% 높은 것으로 나타났지만, 추후 고품질 건조버섯 생산을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.라갈수록 낮은 온도분포를 나타내고 있는 것은 상부에는 외부공기가 유입되면서 온도가 떨어지는 반면 하부에는 외부공기 유입이 적기 때문으로 사료된다. 또한 열풍실의 길이방향 위치별 온도 분포에서도 같은 현상으로 나타났고, 버너쪽과 송풍기쪽의 온도편차는 나타나지 않아 균일 건조를 기대할 수 있다. 마. 열풍온도를 45$^{\circ}C$로 설정하고 조사거리와 방사체 길이를 각각 119, 1,470mm로 하여 벼의 건조성능시험을 열풍건조기(대비구)와 비교시험 결과 시험구에서 건감률, 건조소요에너지가 각각 0.58%(w.b.), 470kcal/kg - water로 대비구보다 각각 건감율은 23% 높았고, 건조소요에너지는 2%의 절감되었다. 바. 건조기에서 발생되는 소음은 버너쪽 근처에서는 대비구 94.12㏈의 87%에 불과하였으나, 거리가 멀어질수록 차이는 크지 않았다. 이것은 버너에서 멀어질수록 외부적인 요인이 소음에 영향을 미쳤기 때문인 것으로 생각된다. 사. 시작기와 대비구간의 경제성에서 시작기의 구입가격이 20% 비싸기 때문에 시간당 고정비가 높았으나, 건조성능이 우수하여 건조비용이 69,350원/톤으로 대비구보다 14% 절감되는 것으로 나타났다.작용하는 것으로 사료된다.된다.정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.se that were all

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