• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.447-452
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• 2000

The low-emission and high-performance diesel combustion is an important issue in the combustion research community. In order to understand the detailed diesel flame field involving the complex Physical Processes, It Is quite desirable to study diesel spray dynamics, auto-ignition and spray flame propagation. Dynamics of fuel spray is a crucial element for air-fuel mixture formation flame stabilization and pollutant formation. In the present study, the diesel RCM (Rapid Compression Machine) and the Electric Control injection system have been designed and developed to investigate the effects of injection Pressure, injection timing, and intake air temperature on spray dynamics and diesel combustion processes. In terms of the macroscopic spray combustion characteristics it is observed that the fuel jet atomization and the droplet breakup processes become much faster by increasing the injection pressure and the spray angle. With increasing the cylinder pressure there is a tendency that the shape of spray pattern in the downstream region tends to be spherical due to the increase of air density and the corresponding drag force. Effects of intake temperature and injection pressure on auto-ignition is experimently analysed and discussed in detail.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.472-477
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• 2003

This study was performed to investigate the behavior of vapor phase of fuel mixtures with different piston cavity diameters in a optically accessible engine. The images of vapor phases were measured in the motoring engine using exciplex fluorescence method. The conventional engine was modified as GDI engine with swirl flow. Fuel was injected into atmospheric nitrogen to prevent quenching phenomenon by oxygen. Injection pressure is 5.1MPa. Two dimensional spray fluorescence image of vapor phases was acquired to analyze spray behavior and fuel distribution inside of cylinder. Three injection timings were set at BTDC $180^{\circ}$, $60^{\circ}$and $60^{\circ}$. With a fuel injection timing of BTDC $60^{\circ}$, fuel-rich mixture was concentrated in near the cavity center. With a fuel injection timing of BTDC $60^{\circ}$, fuel-rich mixture level in the center region was highest in the S-type during the late compression stroke. With a fuel injection timing of BTDC $180^{\circ}$, fuel was not affected in a piston cavity and generally distributed as homogeneous mixture.

• 한국분무공학회지
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• 제6권2호
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• pp.16-21
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• 2001

This paper describes the macroscopic behavior and atomization characteristics of the high-pressure gasoline swirl injector in direct-injection gasoline engine. The global spray behavior of fuel injector was visualized by shadowgraph technique. The atomization characteristics of gasoline spray such as mean diameter and mean velocity of droplets were measured by the phase Doppler particle analyzer system. The macroscopic visualization and experiment of particle measurement on the fuel spray were investigated at 7 and 10 MPa of injection pressure under different spray cone angle. The results of this work show that the geometry of injector was more dominant over the macroscopic characteristics of spray than the fuel injection pressure and injection duration. As for the atomization characteristics, the increase of injection pressure resulted in the decrease of fuel droplet diameter and the atomization characteristics differed as to the spray cone angle. The most droplets had under $25{\mu}m$ diameter and for the large droplets(upper $40{\mu}m$) as the spray grew the atomization presses were very slow. Comparison results between the measured droplet distribution and the droplet distribution functions revealed that the measured droplet distribution is very closed to the Normal distribution function and Nukiyama-Tanasawa's function.

• 한국분무공학회지
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• 제20권1호
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• pp.35-42
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• 2015

This study is to investigate the spray behavior of DME-LPG blended fuels in common rail injection system for diesel engines. The visualization experiment was performed to analyze the macroscopic spray behavior of test fuels. In addition, the experiment using BOS(Background Oriented Schlieren) method is performed to compare liquid phase and gas phase. The test fuels are injected in high pressure chamber. The ambient pressure of high pressure chamber was formed by nitrogen gas. Spray tip penetration, spray cone angle and spray area were measured using high speed camera. SMD(Sauter Mean Diameter) and spray particle velocity were measured using the PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) system to analyze the microscopic properties of test fuels. The results of this experiment showed that spray tip penetration, spray cone angle and spray area of DME-LPG fuels are similar to those of DME fuel. When compared to results of experiment using BOS, significant differences of spray tip penetrations, spray cone angle and spray area are showed because of gas phase. The results of experiment using BOS method showed higher values. SMD of DME-LPG blended fuels is smaller than that of DME fuel. Velocity of DME-LPG blended fuels is faster than that of DME fuel.

• 동력기계공학회지
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• 제13권3호
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• pp.20-26
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• 2009

디젤기관에서 배출되는 유해배출성분인 NOx(Nitrogen oxides)와 PM(Particulate matter)은 기관 실린더내의 혼합기 분포에 의해 그 생성이 지배된다. 이 때문에 그 유해배출물들을 저감하기 위해서는 연소의 전단계인 혼합기 분포 및 그 생성과정의 해석은 매우 중요하다. 디젤기관에서 노즐로부터 분사된 연료는 주위기체와 혼합기를 형성하는 과정에서 액체에서 기체로 상변화를 동반한다. 따라서 분무의 혼합기형성과정을 해석하기 위해서는 액상과 기상을 동시에 분리하여 계측하는 것이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 디젤분무를 대상으로 Melton 등이 제안한 엑시플렉스(Exciplex) 형광법을 이용하여, 분무의 액상과 기상을 동시에 2차원분리해서 가시화촬영을 행하였다. 그 엑시플렉스 형광법을 이용하여 획득한 이미지에 화상 응용해석을 실시하여 비정상증발디젤분무의 혼합기형성과정에 대한 정보를 얻고자 하였다. 엑시플렉스 형광법을 이용해서 증발분무의 거동측성을 해석한 결과 프랙틸해석을 이용한 분무 흐트러짐(Disturbance)의 평가에서 플랙틸차원은 분사압력의 변화에 관계없이 하나의 값, 약 1.1로 정리 할 수 있고, 그 결과 각 분사압력에 대한 분무 기상외곽곡선(외주)은 거의 동일한 정도의 요철형상을 갖는다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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• pp.365-367
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• 2008

원자로 냉각계통의 압력경계를 구성하고 있는 재료들의 부식은 재료 표면에 형성되는 산화막, 금속재료의 구성성분이 용해되어 생성된 가용성 화학종 및 산화물 입자 형태의 부식생성물들을 발생시킨다. 금속합금의 부식에 의한 가용성 화학종 및 입자들의 방출은 원자로 냉각계통에서 노심과 증기발생기를 순환하면서 연료피복관 위에 침전되어 여러 가지 문제를 야기한다. 크러드는 구조재료의 부식에 기인하여 발생한 부식생성물들이 냉각수에 부유하여 떠다니거나 피복관 표면에 침적하여 형성되며 주로 니켈과 철 산화물로 구성되어 있다. 원자로 냉각계통에서 크러드를 최소화하기 위하여 수화학 조건들을 제어하지만 장주기 고연소도 노심에서 AOA 현상을 일으키는 주된 원인이 되고 있다. 피복관 위에 침적되는 크러드는 붕소의 잠복위치를 제공할 뿐만 아니라 냉각수의 압력강하를 증가시키고 피복관의 부식 및 파손 원인을 제공하며 방사선 준위가 증가하도록 한다. 따라서 본 연구에서는 반응속도론적 관점에서 원자로 정지시의 용출 크러드 특성에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.112-120
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• 2005

The injector, which is used in a 4-valve gasoline engine, is required to be maintained the dual stream because of the design of dual intake port. In addition, the spray characteristics of fuel injector have strong influence on engine performance, exhaust emission, fuel consumption, and especially the cold start condition for the port injection. So, commercial gasoline injectors off different type were inspected. Those are 2 hole,4 hole, air shroud 4 hole, and air shroud 4 hole injector with separator. The spray behavior of dual stream was researched by the visualization system and PDPA system was employed to measure the droplet size. Atomization is one of the most important characteristic, so droplet size distributions and SMD are investigated. And the spray characteristics of each injector are also analyzed such as the spray tip penetration, spray angle, and separation angle.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.23-30
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• 2002

This present study experimentally investigates the behavior of liquid and vapor phase of fuel mixtures with changing the in-cylinder air motion in an optically accessible engine. The conventional MPI/DOHC engine was modified to gasoline direct injection engine with swirl motion. The images of liquid and vapor phases were captured in the motoring operation condition using exciplex fluorescence method. Two dimensional spray fluorescence images of liquid and vapor phases were acquired to analyze spray behaviors and fuel distribution inside of cylinder respectively, In early injection timings $(BTDC\;270^{\circ},\;180^{\circ})$, tumble flow transported most of vapor phase to the lower region and the both sides of cylinder, so vapor phase didn't become uniform distribution up to the half of the compression stroke. In the case of swirl flow, the fuel mixture was confined near the swirl origin in upper region of cylinder. In late injection timings $(BTDC\;90^{\circ})$, tumble flow transported vapor phase to the intake valve and swirl flow to the exhaust valve.

• 오토저널
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• 제5권4호
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• pp.10-16
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• 1983

액체의 미립화는 기계산업분야 뿐만 아니라, 농약살포, 화학 공학의 분무건조, 반응의 촉진, 분 체제조, 식품공업 등 폭넓게 이용되며 또한 각분야에서 그 필요성이 강조되고 있다. 특히 기계 산업분야에서는 액체연료의 분무연소(boiler, gas turbine, 자동차용engine등) 원자로 노심의 spray cooling, spray drying, spray painting 등 그 이용도는 날로 증가되는 추세에 있다. 액체를 미 립화하는 이유는 각각의 분야나 사용하는 목적에 따라 다르지만, 대별하면 다음과 같다. (1) 액체의 단위 체적당 표면적을 증대시키기 위하여 (2) 직경이 작은 입자의 필요성 (3) 균일한 입경의 액적군을 얻기 위하여 등을 들 수 있다. 액체의 미립화에 대한 요구는 산업의 발당, 대기오염, 생energy 등의 문제가 중요시됨에 따라 다양화되고 있다. 따라서 응용면에서는 atomizer의 성능개선과 설계법, 새로운 미립화방법, 상업에의 분무이용기술, 분무계측법 등의 개발이 필요하게 된다. 액체미립화에서 취급하는 사항은 그 내용에 따라 다음과 같이 분류된다. (1) 액체의 미립화기구 : 기액계면의 불안정성과 분열기구에 관한 것으로, 액체형상으로써 액주, 액막 및 액적으로 나눌 수 있다. (2) 액체의 미립화 방법과 특성 : energy의 종유와 부가방식에 따랄 나누어진다. (3) 합체, 분산, 증발 등 분무의 운동이나 열적거동 (4) 분무입경이나 운동의 계측법과 특성도시 (5) 액체미립화의 각종응용 본보에서는 상기의 각 항목중, 특히 액체의 미립화방법과 분무특성에 대해서만 말하기로 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제12권3호
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• pp.153-162
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• 1980

냉각재상실사고의 재관수 단계중 연료봉 피복재의 온도거동 및 열전달 기구를 파악하는 것은 비상노심냉각계통 및 원자로의 안전성해석에 중요하다. 냉각재유동채널의 방위가 rewetting과정에 미치는 영향을 연구하기 위하여 수직 및 수경 유동채널을 이용한 실험을 수행하였으며, 노심이 수평압력관으로 구성되어 있는 CANDU원자로에 관한 실험을 중점적으로 수행하여 그 결과를 수직채널의 결과와 비교 하였다. 또한 rewetting현상을 육안관찰가기 위해 환상형 테스트부 및 외부에서 가열되는 석영관을 사용하였다. 실험결과로써 수평채널에서의 rewetting 속도는 유동의 층상 현상에 크게 영향을 받으나 그 평균값은 수직채널리 경우와 큰차이없음을 알 수 있었다.