• 한국가스학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.49-55
• /
• 2020

산업용 혹은 발전용 가스터빈에 사용되는 이중 콘형 예혼합 연소기의 다단 연소 특성을 이해하기 위하여 실험적연구를 수행하였다. 이를 위하여 기존에 모두 경사면에 공급되는 연료를 콘부분으로 일부 할애하는 방식으로 다단연소 방식을 구성하였으며 콘에서 분사되는 연료공급은 축방향과 콘 경사면 방향으로 하였다. 다단연소 연소특성을 이해하기 위하여 콘에서의 연료 분사 방향과 연료 분배율 변화에 대한 NOx와 CO의 배출 농도 그리고 벽면 온도분포를 측정하였다. 그 결과 총 연료에 대한 콘으로의 분배율이 3%인 경우 콘에서의 연료 분사방향에 관계없이 노즐내의 예혼합 영역에서 연료가 공기와 균일하게 혼합됨으로서 연소영역의 고온점 감소에 의하여 NOx 배출 농도가 감소된다. 그러나 콘에서 축방향으로 분사되는 연료분배율이 8%로 증가하는 경우 노즐 내부 예혼합 영역으로의 화염 역화로 인하여 NOx의 배출농도가 오히려 증가하게 된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
• /
• pp.763-768
• /
• 2011

최근 대두되고 있는 바이오가스(Biogas)를 이중 희박 예혼합 가스터빈 연소기에 적용하기 위한 연구로써, 기존 개발된 실물형 이중 희박 예혼합 연소기 버너헤드에 바이오가스 조성을 모사한 $CO_2$ 희석 연료를 사용하여, 가스터빈 연소기의 연소불안정에 미치는 영향을 연구하였다. 이중 스월이 적용된 이중화염에서 연료분배율(Pilot fuel mass fraction)에 따라 화염구조가 상이하며 이에 따라 연소장의 온도분포와 연소불안정 특성이 결정된다. 동압신호와 phase-resolved $OH^*$ 이미지를 통해 연료분배율 변화와 $CO_2$ 희석률 증가에 따른 연소불안정 크기 감소와 그 경향을 알 수 있었다. $CO_2$ 희석에 의해 열방출 섭동의 크기가 감소하고 화염속도가 감소하며 이에 따라 화염면의 팽창 즉, 체적의 증가로 인해 연소불안정이 감소되는 것을 실험을 통해 확인하였다.

• 에너지공학
• /
• 제8권1호
• /
• 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.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.270-275
• /
• 2016

본 연구에서는 디젤 연료 온도에 따른 실제 분사되는 연료량, 분사율 그리고 거시적 분무 발달 과정에 대한 특성을 파악하고자 하였다. 시험 결과 동일한 분사 시작 신호 및 분사 기간 신호를 입력하였음에도 불구하고, 연료 온도가 낮아짐에 따라 실제 연료 분사량이 감소하는 경향을 보였다. 분사율 측정 결과를 통해 연료 온도가 낮은 조건에서 실제 분사 시작 시점이 지연되며, 실제 분사가 유지되는 기간이 짧아지는 것을 확인하였으며, 이를 통해 실제 분사되는 연료량 저감에 대한 근거를 찾을 수 있었다. 거시적 분무 이미지 촬영 결과를 연료 온도 별 분무 도달 거리로 표현하여 비교 하였으며, 낮은 연료 온도 조건에서 분무 미립화 성능 악화로 인해 분무 도달 거리가 길어지는 것을 확인하였다. 저온 조건에서의 연소 개선을 위해 향후 시도할 선행 평가로서 피스톤 타켓팅 평가를 수행하였으며, 이른 시기에 분사되는 파일럿 연료가 크레비스 영역으로 유입되는 것을 확인하였으며, 이를 통해 파일럿 분사 방식 적용 시 연료량 분배 및 분사 시기 선정이 매우 중요한 인자가 됨을 파악하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• 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.

• 오토저널
• /
• 제10권2호
• /
• 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.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제28권7호
• /
• 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/).

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
• /
• 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.