• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.149-152
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• 2008

30톤급 액체로켓엔진 실물형 연소기의 형상에 따른 연소특성속도에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 연소기의 형상은 연소기 헤드와 분리가 가능한 내열재 및 채널 냉각형 연소실(${\varepsilon}$=3.2), 그리고 일체형인 팽창비가 각각 3.5와 12인 재생냉각형 연소기이다. 연소압력은 약 53${\sim}$60 bar 그리고 추진제 유량은 약 89 kg/s이고, 적용된 분사기는 리세스수가 1.0인 동축 와류형이다. 설계점 연소시험에서 팽창비가 12인 일체형 재생냉각 방식의 연소기가 가장 큰 연소특성속도를 보였는데 이는 추진제인 케로신이 분무되기 전 챔버 냉각으로 인한 온도 상승에 따른 엔탈피의 증가 및 연소압력의 증가에 기인한 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권5호
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• pp.19-26
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• 2019

파라핀 연료는 일반적으로 상당량의 미연 액적들이 노즐로 배출되는 관계로 연소효율을 낮아 연소효율과 직결된 후연소실의 최적화는 중요한 성능인자로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 하이브리드 로켓용 후연소실 길이 및 직경 변화에 따른 연소 특성을 파악하기 위한 연소 시험을 수행하였다. 연소 시험 결과, 후연소실 길이가 증가할수록 특성속도효율이 상승함을 확인하였으며 이는 후연소실 길이가 증가할수록 연소가스의 잔류시간 증가와 연소실 압력에 기인되는 것으로 판단되었다. 반면, 후연소실 직경 변화에 따른 특성속도효율 및 압력의 차이는 길이 변화 대비 크지 않음을 확인하였다. 따라서 하이브리드 로켓 시스템의 연소효율에 영향을 미치는 후연소실의 기하학적 요인은 직경보다는 길이의 영향에 크게 지배되는 것으로 사료된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.369-374
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• 2010

본 연구에서는 가스 연료와 공기 혼합물 내 압력파에 의해 유도되는 화염 가속과 연소폭발천이 현상을 수치적 계산을 통하여 살펴본다. 실험에 기반을 둔 초기 조건 하에서 점성력, 열전단, 몰질량 확산, 그리고 화학 반응을 고려한 reactive compressible Navier-Stokes 방정식을 사용하여 계산을 수행하였다. 반복되는 압력파와 화염의 상호 작용에 의해 발생되는 화염의 Richtmyer-Meshkov (RM) 불안정성에 의해 증가된 화염면을 통하여 생기는 hot spot들에 의한 폭굉의 발생을 모델링하였다. 또한 압력파의 강도 변화에 따른 연소폭발천이 현상의 변화를 살펴보았다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권2호
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• pp.103-108
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• 2012

연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소로는 연소용 공기 및 연료로 고온의 배기가스가 유입되는 양에 따라 질소산화물 저감 특성이 많은 영향을 받는다. 일반적인 MILD 연소로는 연료와 연소용 공기는 수직 상향방향이고 배기가스는 수직하향 방향으로 흐르면서 배기가스가 유입되는데 이러한 형태보다 더욱 배기가스의 유입량을 증가시키기 위한 방법으로 동심원관형태의 MILD 연소로를 사용하고 있다. 본 연구에서는 바깥 원통의 배기가스 통로에서 안쪽 원통의 연소통로 사이에 연결관을 설치하고 배기가스를 유입하기 위한 공기노즐을 동심원관 형태로 설치하여 공기분사속도, 노즐 직경, 배기가스측 압력과 연소로측 압력 차이의 변화에 따른 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 MILD 연소로에서 더욱 적극적인 배기가스의 유입량 특성을 파악하는 것을 연구하였다. 공기노즐 분사속도의 증가에 따라 유입량은 속도의 제곱근에 비례하는 것을 알았고 배기가스 측과 연소로 측의 압력차의 크기에 선형적으로 감소하는 것을 관찰하였다. 공기노즐 출구 위치의 변화는 유입량 변화에 큰 영향이 없음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.247-250
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• 2005

단위 분사기의 실물형 연소기 적용 시 실물형 연소기의 배열, 구성 분사기 수량, 연소압 등의 이유로 동작환경이나 분사기 형상의 변화를 필요로 한다. Jet-A1과 액체산소를 추진제로 하는 동축 와류형 분사기의 실물형 적용성을 검토하기위해 연소압 증가, 추진제 유량 감소와 분사기 길이 증가 조건에서 연소시험을 수행하였다. 시험결과 연소압 증가와 추진제 유량 감소, 노즐길이 증가 시 특성속도효율이 개선되었으며 이에 반해 압력섭동의 강도는 미미하였고 특정한 주파수 대역을 보이지 않아 실물형 적용성이 우수하였다.

• 오토저널
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• 제16권4호
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• pp.51-61
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• 1994

기관의 출력성능은 기관으로 공급되는 연료공기의 혼합기량에 따라서 크게 달라진다. 이것은 기관의 출력성능은 기관으로 공급되는 흡기 용량에 따라서 변화하기 때문이다. 고출력을 얻기 위하여는 동일한 조건의 경우 흡기량을 증가시켜 기관 실린더 내에서 많은 연소 열에너지를 생성하는 것이 필요하다. 이러한 관점에서 기관의 체적 효율(volumetric efficiency)을 증가시킬 목적으로 여러가지 흡기 계통의 개서을 도모하고 있으나 흡기 용량을 증가시키는 방법의 하나는 과급기(supercharger)를 이용하는 과급 방식이다. 이와같은 과급방식은 기관의 출력성능의 향상을 가져오지만 기관 내부의 노크(knock), 연소 압력 및 열부하의 증가, 연비 문제등에 관한 여러가지 문제점이 제기되고 있다. 여기서는 과급에 적용되는 과급기의 종류와 과급 성능 특성 등에 대하여 살펴보고 과급기관의 성능에 대하여 다루기로 한다.

• 동력기계공학회지
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• 제15권3호
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• pp.5-11
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• 2011

디젤기관의 경우는 종래부터 직분식이 주류를 이루었고, 근래에는 분사압력의 고압화가 진행중이다. 분사압력의 고압화에 의해 연소효율의 향상 및 배출가스중의 입자상물질(PM:Particulate Matter)의 저감을 유도하고 있으나, 연소가스의 고온화로 인해 질소산화물(NOx:Nitrogen Oxides)은 증가한다. 따라서, 분사기간의 지연(Retard)이나 파일럿분사(Pilot injection)등의 혼합기제어에 의해 질소산화물의 저감을 꾀하고 있다. 이와 같이 디젤기관에 있어서도 혼합기 형성의 최적화에 의한 연소제어를 시도하는 수법이 중시되고 있고, 이를 위해서는 디젤분무 구조에 기초한 혼합기의 형성기구에 대한 규명이 매우 중요하다. 그러므로 본 연구에서는 보다 고도의 혼합기형성 제어를 위한 기초연구로서 고온 고압장에서의 증발디젤자유분무구조를 해석하였으며, 계측영역은 연료와 주위기체와의 혼합이 활발히 진행되는 분무의 하류영역으로 설정하고, 입자화상속도측정법(particle Image Velocimetry:PIV)을 이용한 분무의 유동해석을 기초로 증발 디젤분무의 구조 해석을 행하였다. 실험조건으로서 분사압력을 72MPa, 112MPa로 각각 변화시켰다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.711-717
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• 2017

디젤엔진은 저온 상태의 냉시동 조건에서 디젤 미립화 특성 악화로 인한 시동성 및 유해배출가스 생성의 문제를 안고 있다. 본 연구에서는 냉시동 시의 연소개선을 위한 방안으로 다단분사 전략 적용 시의 연소 특성을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 냉시동성 개선을 위해 방안으로 다단분사 적용 시의 연소 특성을 파악하고자 하였다. 정적 연소 챔버 내에 설치한 압력센서를 이용하여 취득한 연소압 및 열방출율, 직접 화염 가시화기법을 적용한 화염강도를 이용하여 연소현상을 분석하고자 하였다. 시험 결과 단일 분사 대비하여 다단 분사 적용 시, 주분사에 의한 최대 연소압력 및 열방출 상승률이 증가하며, 주분사에 의한 화염 감지 기간이 단축됨을 확인하였다. 파일럿 분사량 변경을 통해 분사량 증대 시 파일럿 연소에 의한 열방출 향상에 기인한 주분사에 의한 연소가 개선됨을 확인하였다. 또한 분사압력 증대 시 연료 미립화 개선으로 인한 연소개선을 화염 강도 증대를 통해 확인할 수 있었다. 다만 분사량 및 분사압 증대는 벽면적심현상으로 인한 HC, CO의 배출 수준 악화를 초래할 수 있으므로, 실제 엔진 개발 시 이에 대한 정밀한 선정이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권4호
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• pp.25-32
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• 2020

모형 연소기에서 동축형 분사기에 의한 연소불안정성을 운동량비 변화에 따라 수치적으로 분석하였다. 실제 로켓 엔진의 경계조건을 기반으로 총 5개의 운동량비를 선택하였다. 운동량비가 증가할수록 분사기 출구에서의 확산각도는 감소하는 경향을 보였으며, 축방향 운동량이 증가할수록 연소기 내부의 압력진폭이 크게 감소함을 확인하였다. 동적 모드 분해 기법(dynamic mode decomposition)을 통해 연소기내의 음향 모드를 파악하였고 관심 섭동 주파수를 갖는 2L 모드(mode)의 감쇠계수를 구하고 이를 통해 운동량비가 증가할수록 연소기의 안정성이 증가함을 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1081-1086
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• 2014

본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤기관에서 식물성 바이오 연료인 카롤라유(Canola oil)와 디젤연료를 혼합하여 사용하였을 때 바이오디젤 혼합율과 엔진 회전수 변화에 따른 연소 및 배기 배출물 특성을 조사하기 위하여 실험을 수행하였다. 실험 결과에 의하면 엔진 회전수 1,000, 1,500, 2,000(rpm)에서 연소 압력은 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 감소하고, 2500rpm에서는 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 증가 하였으며, 열 발생율은 바이오디젤 혼합율이 증가 할수록 모두 증가하였다. 연료 소비율은 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 엔진 회전수가 상승할수록 증가하였다. CO 배출물은 엔진 회전수가 상승할수록, 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 감소하였다. $CO_2$, NOx, 배출물은 엔진 회전수가 상승할수록 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 증가하였다.