• 대한기계학회논문집B
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• 제26권5호
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• pp.742-749
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• 2002

Numerical Study with detailed chemistry has been conducted to investigate the flame structure and NOx formation characteristics in oxygen -enhanced(CH$_4$/O$_2$-$N_2$) and oxygen-enhanced-EGR(CH$_4$/O$_2$-$CO_2$) counter diffusion flame with various strain rates. A small amount of $N_2$is included in oxygen-enhanced-EGR combustion, in order to consider the inevitable $N_2$contamination by $O_2$production process or air infiltration. The results are as follows : In CH$_4$/O$_2$-$CO_2$flame it is very important to adopt a radiation effect precisely because the effect of radiation changes flame structure significantly. In CH$_4$/O$_2$-$N_2$flame special strategy to minimize NO emission is needed because it is very sensitive to a small amount of $N_2$. Special attention is needed on CO emission by flame quenching, because of increased CO concentration. Spatial NO production rate of oxygen-enhanced combustion is different from that of air and oxygen-enhanced-EGR combustion in that thermal mechanism plays a role of destruction as well as production. In case CH$_4$/O$_2$-$CO_2$flame contains more than 40% $CO_2$it is possible to maintain the same EINO as that of CH$_4$/Air flame with accomplishing higher temperature than that of CH$_4$/Air flame. EINO decreases with increasing strain rate, and those effects are augmented in CH$_4$/O$_2$flame.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.223-227
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• 2006

하이브리드 추진 시스템에서의 산화제 종류에 따른 연소특성을 알아보기 위한 연구를 수행하였다. 산화제는 $GN_2O$와 GOX를 사용하고, 고체연료는 폴리에틸렌(PE)을 사용해 연소시험을 하였다. 산화제 종류에 따른 연소특성은 O/F 비에 따른 화염온도로 해석이 가능하였으며, $GN_2O$가 GOX보다 하이브리드 추진 시스템의 산화제로 효율이 좋음을 확인하였다 산화제의 유량은 직경이 다른 여러 개의 쵸킹 오리피스로 제어했고, 산화제 공급 유량범위는 $0.0138{\sim}0.0427kg/sec$ 이었다. 산화제 종류에 따른 연소특성을 표현하는 실험식은 고체연료의 질량유속으로 나타냈고, 이는 물질전달 수와 산화제의 질량유속으로 얻어진다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.12-18
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• 2021

본 연구에서는 추력 제어용 추진제 조성 개발을 위해 고 압력지수 추진제를 만들고자 하였다. 프리폴리머로 PCP를 사용하며 니트라민 계열의 산화제인 HMX와 HNIW 기반 추진제를 제조하여 각각의 연소특성을 비교하였다. HMX에 비해 HNIW가 추진제의 연소속도, 비추력 그리고 화염온도에 큰 영향을 준다는 것을 알았다. 또한, AP를 조 산화제로 사용할 경우, 추진제의 연소속도, 비추력 및 화염온도는 미세 AP 함량, 총 고체 함량 그리고 가소제 양이 증가할수록 병행 상승하였으나, 압력지수는 오히려 낮게 나타났다. 그리고, 여러 압력 구간에서 온도에 따른 연소특성 변화를 알아보기 위해 150 psia부터 2,500 psia사이 구간에 대해 PCP/Nitramine/AP 추진제의 연소속도에 대한 온도 민감도를 측정하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.185-190
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• 2001

Numerical Study with detailed chemistry has been conducted to investigate the flame structure and NOx formation characteristics in oxygen-enhanced$(CH_4/O_2-N_2)$ and oxygen-enhanced-EGR$(CH_4/O_2-CO_2)$ counter diffusion flame with various strain rates. A small amount of $N_2$ is included in oxygen-enhanced-EGR combustion, in order to consider the inevitable $N_2$ contamination by $O_2$ production process or air infiltration. The results are as follows : In $CH_4/O_2-CO_2$ flame it is very important to adopt a radiation effect precisely because the effect of radiation changes flame structure significantly. In $CH_4/O_2-N_2$ flame special strategy to minimize NO emission is needed because it is very sensitive to a small amount of $N_2$. Special attention is needed on CO emission by flame quenching, because of increased CO concentration. Spatial NO production rate of oxygen-enhanced combustion is different from that of air and oxygen-enhanced-EGR combustion in that thermal mechanism plays a role of destruction as well as production. In case $CH_4/O_2-CO_2$ flame contains more than 40% $CO_2$ it is possible to maintain the same EINO as that of $CH_4/Air$ flame with accomplishing higher temperature than that of $CH_4/Air$ flame. EINO decreases with increasing strain rate, and those effects are augmented in $CH_4/O_2$ flame. Complementary study is needed with extending the range of strain rate variation.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.181-184
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• 2009

로켓시스템의 에너지원으로 적용할 수 있는 기체발생기용 복합 고체추진제의 개발과정을 기술한다. 80%의 고체입자 부하율과 양호한 유동성, 그리고 $-50^{\circ}C{\sim}70^{\circ}C$에서 경화에 적절한 추진제 물성을 갖는 HTPB를 바인더로 하여, 낮은 화염온도, 적은 고체입자 잔사, 무독성 생성물의 추진제 제조가 가능한 AN을 제1종 산화제로, 탄도특성 제어에 필요한 AP를 제2종 산화제로 추진제 주요 조성이 구성된다. 기본조성을 근거로 하여 일련의 물성개선 시험이 수행되었으며 최대응력 8 bar 및 최대응력점 변형율 30%, 그리고 탄성계수 1000 psi 수준의 물성을 갖는 추진제 조성을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권5호
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• pp.1-6
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• 2009

로켓시스템의 에너지원으로 적용할 수 있는 기체발생기용 복합 고체추진제의 개발과정을 기술한다. 80%의 고체입자 부하율과 양호한 유동성, 그리고 $-50^{\circ}{\sim}70^{\circ}C$에서 경화에 적절한 추진제 물성을 갖는 HTPB를 바인더로 하여, 낮은 화염온도, 적은 고체입자 잔사, 무독성 생성물의 추진제 제조가 가능한 AN을 제1종 산화제로, 탄도특성 제어에 필요한 AP를 제2종 산화제로 추진제 주요 조성이 구성된다. 기본조성을 근거로 하여 일련의 물성개선 시험이 수행되었으며 최대응력 8 bar 및 최대응력점 변형율 30%, 그리고 탄성계수 1000 psi 수준의 물성을 갖는 추진제 조성을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.206-209
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• 2010

하이브리드 로켓에서의 고체 연료의 연소 현상을 가시화하기 위하여 장치를 제작하였다. 가시화 장치는 평판 하이브리드 연소기 시스템, 점화 시스템, 산화제 공급 시스템, 데이터 획득 및 제어 시스템, 연소 가시화 측정 장비로 구성되었다. GOX 산화제와 HDPE, Paraffin-LDPE Blending, Paraffin 연료를 이용하여 연소 가시화 시험을 수행하였고, 수치적으로만 연구되어 왔던 연소실 내의 연소 현상을 가시화 할 수 있었으며, 화염의 형성 및 용융성 연료의 액적 비산 현상을 관찰 할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.211-220
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• 2020

본 연구는 80 kW급 단일버너 연소로에서 석탄 연소시 초저 NOx 버너 설계인자를 평가하기 위한 실험적 연구이다. 버너 설계 인자인 선회강도, 총 과잉 공기비, 버너 영역 과잉공기비, 1차/2차 산화제 비율, OFA 비율을 변경하여 총 81개 조건을 대상으로 실험을 수행 하였다. 실험 결과, 선회류가 약하면 연소로 출구에서 CO가 증가하고 연소로 내부 온도가 감소하는 것으로 나타났다. 그러나, 선회류가 강하면 NOx가 증가하기 때문에 적절한 선회류 강도를 결정하는 것은 NOx를 줄이는 데 중요한 요소이다. 1차/2차 산화제의 비율 또한 중요한 요소이며, 생성 된 NOx의 양은 산화제의 비율에 따라 달라진다. 2차 산화제의 비율이 증가하면 연소 초기에 NOx 방출량이 증가하고, 측정 된 배출구 NOx가 증가하게 된다. 그러나, 2차 산화제 비율이 감소하면 화염이 길어지고 CO가 증가한다. 본 연구에 사용 된 연소 시스템은 적절한 조건이 만족 될 때 O₂ 6%를 기준으로 최소 NOx가 82 ppm 생성되는 것으로 확인 되었다. 본 실험에서 대상으로 한 버너는 연소용 공기를 석탄을 이송하는 1차공기 외에 2차공기로 하나의 산화제 유동만 사용하는 방식으로서 추후 3차 및 4차공기로 분할하여 화염형태 및 반응을 세밀하게 제어할 경우 추가적인 NOx 감소가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2006년도 에너지.가스.기후변화학회 연합춘계학술대회 및 특별심포지움
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• pp.412-419
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• 2006

지구온난화의 주원인인 이산화탄소 배출 규제에 대응하기 위한 온실가스 감축 기술개발의 노력이 전 세계적으로 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 배기가스 중에 $CO_{2}$를 고효율 저비용으로 회수할 수 있는 회수처리기술의 일환으로 효율성과 경제성에 맞추어, 산화제로 공기대신 순산소를 사용하는 $CO_{2}$ 재순환 산소연소 가열로시스템에 관한 실험을 수행하였다. 가재 가열용 연소로 시뮬레이터 및 화염 가변형 버너를 이용하여 $CO_{2}$ 재순환에 따른 로내 온도특성, 압력변화 그리고 배기가스특성을 비교 파악하였다. 실험결과, 배기가스의 대부분은 $CO_{2}$와 $H_{2}O$로 구성되었고, 반복재순환시 배기가스 중의 $H_{2}O$를 응축 분리시켜 고농도($90{\sim}95%$)의 $CO_{2}$를 얻을 수 있었다. 또한 온도를 제어할 수 있는 가능성을 보였고 NOx 배출도 100PPM 이하로 감소시킬 수 있었다.