• 에너지공학
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• 제24권1호
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• pp.51-57
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• 2015

본 연구에서는 바이오가스의 공급이 부족한 환경에서 5MW급 바이오 가스터빈을 운전하기 위한 바이오가스와 도시가스의 혼합용 혼합챔버의 성능에 대한 수치해석 및 실증 시험을 수행한 것이다. 혼합챔버의 성능에 대한 수치해석으로 혼합챔버 출구부분에서의 불균일도와 압력강하를 계산하였다. 그 결과, 불균일도는 최소 0.05%에서 최대 0.16%로 이는 99%이상 바이오가스와 도시가스가 혼합되는 것을 의미한다. 압력강하는 입구압력 5bar대비 최소 0.07%에서 0.17%로 0.2%미만으로 나타났다. 이를 통해 현장에서 실증 시험을 수행한 결과 외기온도 $15^{\circ}C$조건에서 바이오가스를 $20.0Nm^3/min$, 도시가스를 $12.0Nm^3/min$ 공급할 경우 5MW급 바이오 가스터빈의 정상적인 운전이 가능함을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제7권4호
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• pp.14-19
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• 2003

일반적으로 발생하는 사고중의 가스폭발사고는 일정한 상태로의 혼합과정보다는 불균일하게 이루어진 상태로 폭발이 발생하고 있다. 본 연구에서는 불균일 상태에서의 불균일 농도에 의한 폭발현상을 실제 실내의 축소형으로 폭발통을 제작, 모형화하여 여러현상을 재현함으로서 실제 사고시의 폭발현상을 예측할 수 있었다. 그 결과, 어떤 공간에서 가스가 누출될 경우 내부의 가스의 혼합정도는 누출구의 크기 및 누출속도에 따라 영향을 받으며, 불균일 정도가 클수록 폭발압력 및 압력상승속도는 낮아지고 폭발압력은 감소하지만 화염의 체류시간이 증가하여 폭발화염의 복사열에 의한 폭발 후에는 화재의 위험성이 증가함을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.111-116
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• 2003

가로, 세로, 높이가 각각 100cm, 60cm, 45cm로 내용적이 $270\ell$인 폭발 용기를 이용하여 불균일 농도 상태의 LPG-공기 혼합가스의 폭발특성을 측정하였다. 폭발은 vented-explosion과 closed explosion의 조건에서 실시하였다. 실험의 변수로는 점화원의 위치, 노즐직경 및 유속으로, 시료가스를 주입하는 노즐의 직경과 유속을 변화시키면서 용기 내에서의 불균일 혼합정도를 조절하였다. 폭발압력은 strain형 압력센사를 사용하여 측정하였고 폭발화염의 거동은 비디오카메라로 측정하여 분석하였다. 실험결과 유속과 가스 주입 시간이 용기 내 가스 혼합에 중요한 요소임을 알 수 있었으며, 불균일 정도가 심화될 수록 폭발압력과 압력상승속도가 감소하였으나 용기 내 폭발화염의 체류시간은 크게 증가하였으며 이로 인하여 가스 폭발 후 화재로의 전이 위험성이 증가함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.27-35
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• 2024

메탄, 프로판 등을 주성분으로 하는 연료가스는 폭발위험장소에서 사용될 수 있으며, 누출로 인한 공정조건의 영향으로 불균일한 혼합기를 형성할 수 있다. 균일한 혼합기를 대상으로 측정된 문헌 데이터를 이용한 화재 폭발 위험성 평가, 손상 예측은 가스 누출에 의한 실제 폭발 사고와 다른 결과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 가스 누출시 나타날 수 있는 농도 변화에 있어서 불균일성 혼합기의 폭발압력, 화염속도 등의 폭발특성을 조사하였다. 길이 0.82 m의 스테인리스 재질의 밀폐 배관에서 수행하였으며 컬러 초고속 카메라 및 압력 센서를 사용하여 관찰하였다. 또한 배관 내의 시간에 따른 농도차이 변화에 대해 회귀분석 모델을 사용하여 불균일 혼합물의 정량화 방법을 제안하였다. 본 연구의 농도 불균일성 조건에 있어서 메탄 폭발 시 전파화염은 불균일성 농도가 높아짐에 따라 화염 면적의 증가가 관찰되었고 이는 난류 화염의 주름진 화염 구조와 유사하였다. 메탄의 최대압력까지 걸리는 소요시간은 불균일성이 클수록 감소하였고, 폭발압력은 불균일성이 클수록 증가하였다. 농도가 불균일한 메탄의 K_G(폭연지수)의 범위는 1.30~1.58 [MPa·m/s]으로서 메탄의 농도가 균일성에서 불균일성로 변화하면서 17.7% 증가하였다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 1999년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.20-27
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• 1999

• 한국항공우주학회지
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• 제31권6호
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• pp.88-95
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• 2003

임의의 성분비로 혼합되어 있는 CO$_2$와 H$_2$O 혼합가스에 대하여 회색가스가중합법(WSGGM)을 적용하였다. 모델의 타당성을 검증하기 위하여 두 가지 다른 형태의 문제를 고려하였다. 첫 번째는 문제는 일정한 분압하의 균일, 포물선 및 경계층 온도 분포를 갖는 매체에 대한 문제이고, 두 번째는 온도 및 분압이 일정치 않은 매체에 대한 문제이다. 고려된 두가지 형태의 문제들에 대하여 WSGGM을 이용한 결과는 기준이 되는 좁은밴드 모델(SNB)의 결과와 잘 일치하고 있는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 모델과 데이터베이스는 연소가스에 의한 복사열전달의 해석에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• LP가스
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• 제20권2호
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• pp.59-67
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• 2008

지난 4월 2일 GAS KOREA 2008 전시회가 개최된 서울무역전시장에서 '한국DME협회 분과발표회'가 열렸다. 이날 분과발표회에서는 'DME Demo 플랜트 현황소개(한국가스공사 연구 개발원 조원준 박사 "DME 연료실증, 시험연구 사업현황(한국가스공사 연구개발원 백영순 박사)" 커먼레일형 연료공급계를 탑재한 2리터급 DME 차량개발(자동차 부품연구원 정재우 박사) "급속압축장치를 이용한 불균일 예혼합기의 DME HCCI연소 과정에 관한 연구(울산대학교 임옥택 교수) DME의 자착화 측정 및 세탄가의 추정(인하대학교 이대엽교수)" 직접분사식 압축착화기관에서 DME연료의 분무미립화 및 배출물 특성(한양대학교 이창식 교수)' 에 대한 발표도 이뤄졌다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권7호
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• pp.693-699
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• 2011

바이오매스나 기타 유기성 폐기물로부터 가스화공정을 거쳐 얻을 수 있는 합성가스는 환경보호와 화석연료고갈 방지 측면에서 유망한 대체연료 중 하나로 여겨지고 있다. 그러나 가스화로부터 얻어지는 합성가스는 일반적인 천연가스와 같은 가스연료에 비해 발열량이 낮고 연료조성이 불균일하여 내연기관에 적용시 안정적이고 지속적인 운전이 어렵다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 저발열량과 불균일한 가스 조성의 특징을 가진 합성가스가 연소에 미치는 영향을 파악하여 고효율의 엔진을 개발하고자 연구를 수행하였다. 저발열량의 합성가스를 모사하기 위하여 천연가스에 질소를 희석한 연료를 사용하였다. 또한 체적당 발열량을 유지하면서 동일유량조건으로 합성가스에 수소 혼합비율을 10 ~ 30%로 변화시키면서 연소 특성 변화를 살펴보았다.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1257-1264
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• 2011

희박예혼합 가스터빈 연소기에 대한 3 차원 RANS 해석을 수행하였으며 PCFM(Partially Premixed Coherent Flame Model) 화염면적밀도 생성항 상수의 보정을 통하여 희박연소조건을 모사하였다. PCFM 에서 계산된 화염면적밀도에 의해 층류 예혼합 화염의 전파를 예측하고 불균일하게 분포한 기연 가스의 물성을 평형 가정에 따라 예측하였다. 복사와 대류 열전달을 모사하기 위해 냉각 조건으로서 실험과의 비교를 통해 결정된 열유속을 적용하였다. 이러한 3 차원 해석 결과를 바탕으로 파일럿 노즐과 메인 노즐에 분배되는 연료량 비에 대한 민감도 조사를 수행하였으며 CRN(Chemical Reactor Network)을 구성하여 NOx 배출량을 예측하고 측정값과 비교 분석하였다.