• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.24 no.1
• /
• pp.49-55
• /
• 2020

Experimental investigations were conducted to understand the multi-staged combustion characteristics of a swirl-stabilized double cone premixed burner nozzle used for industrial gas turbines for power generation. Multi-staged combustion is implemented by injecting the fuel through the existing manifold of the side slots as well as through the apex of the cone with two fuel injection angles which are slanted or axial. NOx and CO emissions, and wall temperature distributions were measured for various fuel distributions and operating conditions. Results show that NOx emissions are decreased when the fuel distribution to the apex is 3% of the total amount of fuel, which is due to more uniform fuel distribution inside the nozzle, hence less hot spots at the flame. NOx emissions are rather increased when the fuel distribution to the apex is 8% of the total amount of fuel for axial fuel injection by occurrence of flash back in premixing zone of burner.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2011.11a
• /
• pp.763-768
• /
• 2011

The effects of $CO_2$-dilution on combustion instability were studied in order to apply biogas in a dual lean premixed gas turbine combustor on a real-scale dual lean premixed burner head which is originally developed for Natural Gas fuel. Combustion instability is reduced by $CO_2$ dilution effect according to the result of dynamic pressure signal and phase-resolved $OH^*$ images. The reason for this is that dilution of $CO_2$ reduces heat release perturbation and increases flame volume due to reduction of the flame speed and expansion of flame surface.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.8 no.1
• /
• pp.23-33
• /
• 1999

용융탄산염 연료전지의 대형화에 관한 기본 기술을 확립하기 위하여 전극의 유효면적이 625 $\textrm{cm}^2$인 단위전지를 20단 적층한 내부 분배형 용융탄산염 연료전지 스택을 제작하고 그 성능을 살펴보았다. 연료로 72% H2/18% CO2/10% H2O를 , 산화제로는 70% air/30% CO2의 혼합 기체를 사용하여 운전한 결과 전류밀도가 150 mA/$\textrm{cm}^2$이고 연료 및 산화제의 이용율이 0.4일 때, 스택 전압이 16.62 V로 1.56 kW의 높은 초기출력을 나타내었다. 스택 내 분리판에서의 온도 분포는 가스 흐름 방향으로 온도가 증가하였으며 스택출력이 높아질수록 가스 배출 부분의 온도가 상승하였다. 스택 내 각 단위전지간의 성능 분포는 균일하지 않았으며, 가스이용율에 따라 그 편차가 증가하였다. 연속 운전 300시간 후부터 스택의 성능이 감소하였으며, 그 원인을 분석한 겨로가 탄소 석출과 부식 생성물에 의한 전기 단락 때문으로 밝혀졌다. 본 연구를 통하여 anode 출구에서의 가스 조성을 분석함으로써 전기 단락에 의한 전압 손실량을 계산하는 기법을 확립하였다. 또한 본 연구에서 얻은 결과를 통하여 향후 스택의 대형화와 장수명화에 대한 대책을 제시하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.270-275
• /
• 2016

The characteristics of the fuel quantity, injection rate and macro spray development was investigated under a range of diesel fuel temperatures. The actual injection quantity decreased despite the same signal of the injection start and injection duration as the fuel temperature decreased. The injection rate measurements confirmed that the actual injection commencement was delayed and the actual injection duration was shortened under lower fuel temperature conditions, which explains why the injection quantity decreased. Spray tip penetration with a lower fuel temperature was longer than that with a higher fuel temperature due to the deteriorated atomization. As a pre-test for the combustion experiment under low temperature conditions, piston targeting with pilot injection was accomplished, which showed that the fuel droplet from pilot injection was introduced into the crevice area. This suggests that the pilot injection quantity and timing should be chosen with careful consideration for actual applications.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.05a
• /
• pp.100.2-100.2
• /
• 2011

본 연구과제는 유망상품인 "발전용 MCFC 모듈형 BOP" 중 가습기 내부에 장착되는 연료-물 Mixing 시스템을 개발하는 것이다, 가습기 내부에서 공급된 연료-물은 연료전지 스택(Stack)으로부터 가습기로 유입된 고온의 가스로부터 열을 공급 받아 증발 및 혼합과정을 거치게 되며, 스팀-연료 혼합기로 형성되어 개질기(reformer)로 공급되게 된다. 이때, 물과 연료의 공급 상태에 따라 균일한 스팀-연료 혼합기가 형성되는지가 결정되며, 경우에 따라서는 고온의 가습기 내부의 국부적 온도분포의 큰 차이를 발생시켜 용접부의 균열을 발생시킬 수도 있기 때문에, 가습기의 설계와 함께 중요한 장치로 여겨진다. 본 연구에서는 다양한 가습기에 적용이 가능한 Mixer 모델을 설정하고, Analytic calculation을 통한 노즐설계와 1pass/Full scale 성능 실험 장치를 통해 상용화를 목표로 추진 되었으며, 특히 노즐별 유량분배 변동율은 ${\pm}3%$ 이내로 달성하고, 스팀/연료 공급 비율은 2:1 이내로 달성할 수 있는 시스템을 구축하게 될 것이다. 최종적으로 개발 완료 시 다양한 가습기에 직접 장착하여 운전이 가능할 수 있도록 실용화에 중점을 두고, 보다 안정적인 성능을 나타낼 수 있는 제품 개발이 가능하리라 사려된다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.10 no.2
• /
• pp.15-22
• /
• 1988

실제의 흡기관에서는 단면이 일정한 직관이 아니며, 피스톤기관의 흡기관은 단면변화가 불가피하여 액적은 소성으로 인한 관벽과의 충돌로 부착하게 되고 액적부유율은 더욱 작게 된다는 D.A. Trayser, W.E. Ranz등의 보고가 있다. 또 보제행남들은 액막류의 발생이 유해배기 가스를 증가시키고 액막류의 감소는 기통사이의 연료분배의 불균일도를 저하시키므로 NOx, HC, CO가 크게 감소된다고 보고하였다. 이와같이 액막유의 존재는 각 실린더에 유입하는 연료의 질적차이를 가져오기 때문에 액막유를 분리제거하는 방법의 연구도 많이 이루어지고 있으나 아직 실용상에 문제가 많은 것으로 남아있다. 따라서 본 고에서는 이와같이 문제되고 있는 흡기관내 액막유동의 거동을 고찰하기 위하여 액막두께 변동을 측정하는 방법에 대하여 저자들이 사용하였던 방법과 그외 초음파를 이용한 액막두께 측정법을 소개하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.28 no.7
• /
• pp.818-825
• /
• 2004

In this paper, the study of effects of flow parameters on flame structure and NOx emission concentration was performed in co-axial. laminar partially premixed methane/air flames. Such (low parameters as equivalence ratio(${\Phi}$), fuel split percentage($\sigma$), and mixing distance(x/D$\_$i/) were defined as a premixing degree and varied within ${\Phi}$=1.36∼9.52, $\sigma$=50∼100, and x/D$\_$i/=5∼20. The image of OH$\^$*/ and NOx concentration were obtained with an ICCD camera and a NOx analyzer. The flame structure observations show a categorization of partially premixed flames into three distinct flame regimes corresponding to ${\Phi}$<1.7(premixed flame structure), 1.7<${\Phi}$<3.3(hybrid structure), and ${\Phi}$>3.3(diffusion flame structure existing a luminous sooting region) at $\sigma$=75%, and x/D$\_$i/=10. As o decreases from 100% to 50%, and x/D$\_$i/ decreases, nonpremixed flame structure appear at low equivalence ratio relatively. In addition, the measured emissions for NOx rise steeply from ${\Phi}$=1.7, to ${\Phi}$=3.3, then constants ${\Phi}$>4.76. NOx emissions decrease with increase the level of premixing level. In conclusion, the main effect on flame structure and NOx production was at first equivalence ratio(${\Phi}$), and next fuel split percentage($\sigma$), and finally mixing distance(x/D$\_$i/).

• Proceedings of the SAREK Conference
• /
• 2008.06a
• /
• pp.148-153
• /
• 2008

As the oil price is dramatically jumping up, the consumption of LNG is rapidly expanding and the size of LNG carriers becomes bigger. For LNG ships, the application of DF (Dual-Fuel) engines gradually increases because of high efficiency, which alternatively use diesel or BOG (Boil-Off Gas) from cargo tank as a fuel. The surplus BOG from LNG cargo tank should be exhausted by GCU or liquefied through the BOG reliquefaction system and returned back. This study focused into its operational characteristics through the process simulation using HYSYS and discussed details on the influence of the variations of some operational parameters such as a distribution ratio by the change of fuel mass flow into the DF engine.