• Journal of the Korean Society of Combustion
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• v.18 no.3
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• pp.68-74
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• 2013

가스터빈용 희박 예혼합 연소기 내부에 와류 발생기(vortex generator)를 장착하여 그에 따른 연료/공기혼합 및 NOx 배출 특성 변화를 조사하였다. 이를 위해 수치해석적 방법을 채택하여 연소기내 유동특성, 연료/공기 혼합도, 배기가스(NOx), 화염형상을 분석하였다. 와류 발생기를 장착한 경우, 연소기 내부에서 와류 발생기에 의한 나사산 형상으로 인해 와류가 형성되며 이는 연소기 전면부까지 유지되었다. 또한 연소기 내부 면적 차로 인해 압력섭동이 발생하였다. 이와 더불어 연소기 전면부 기준 상류지역의 연료와 공기의 혼합도가 증가됨으로서 연료 과농지역이 감소하게 되며 이로 인해 전반적인 NOx 발생량의 감소 효과를 볼 수 있었다. 화염 형상의 변화로부터 와류 발생기의 영향으로 선회수는 다소 감소할 것으로 예상되며, 이는 와류 발생기로 인한 유속의 반복적 증감에 의한 결과라고 판단된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.9
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• pp.835-841
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• 2010

The design of the fuel injector is one of the important operating factors that determine the extent of mixing of air and fuel in an MEMS gas turbine engine. In this study, we consider a system with three inlet ports with each port having multiple injectors. We perform a parametric study by varying the arrangement of fuel injectors and difference of ratio of fuel supply. The results are presented in terms of the premixed flow distribution and equivalence ratio.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.32 no.11
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• pp.26-31
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• 2003

가스터빈/연료전지 혼합형 발전시스템은 고온형 연료전지 발전시스템의 산화제(공기) 공급부가 마이크로터빈으로 대체되어 고온고압의 공기가 연료전지로 공급되고 연료전지의 반응가스가 터빈을 구동하여 두 시스템이 동시에 서로 다른 방식으로 전력을 생산하는 시스템을 의미한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.187-199
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• 2011

The main objective of this study was investigation of natural gas flames in a lean premixed swirl-stabilized dump combustor with an attention focused on the effect of the various fuel-air mixing section geometry on the combustion instability characteristics. The multi-channel dynamic pressure transducers were located on the combustor and inlet mixing section region to observe combustion pressure oscillation and difference phase at each dynamic pressure measurement results. Dynamic pressures were also measured to investigate characteristics of combustion at the same time. The combustor and mixing section length was varied in order to have different acoustic resonance characteristics from 800 to 1800 mm in combustor and 470, 550, 870 mm in mixing section. We observed two dominant instability frequencies in this study. Lower frequencies were obtained at lower equivalence ratio region and it was associated with a fundamental longitudinal mode of combustor length. Higher frequencies were observed in higher equivalence ratio conditions. It was related to secondary longitudinal mode of coupled with the combustor and mixing section. In this instability characteristics, pressure oscillation of mixing section part was larger than pressure oscillation of combustor. As a result, combustion instability was strongly affected by acoustic characteristics of combustor and mixing section geometry.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.16 no.4
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• pp.57-69
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• 2012

The main objective of this study was investigation of natural gas flames in a lean premixed swirl-stabilized dump combustor with an attention focused on the effect of the various fuel-air mixing section geometry on the combustion instability characteristics. The combustor and mixing section length was varied in order to have different acoustic resonance characteristics from 800 to 1800 mm in combustor and 470, 550, 870 mm in mixing section. We observed two dominant instability frequencies in this study. Lower frequencies were associated with a fundamental longitudinal mode of combustor length. Higher frequencies were related to secondary longitudinal mode of coupled with the combustor and mixing section. As a result, combustion instability was strongly affected by acoustic characteristics of combustor and mixing section geometry.

• Fire Science and Engineering
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• v.33 no.1
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• pp.30-38
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• 2019

Mixing characteristics and backdraft dynamics were investigated using large eddy simulation for compartments initially filled with methane fuel. Four different opening geometries, i.e. conventional door opening case (Door) and the cases where horizontal door was implemented on the upper ($Slot_U$), middle ($Slot_M$) and lower part ($Slot_L$) of side wall, were considered in the simulations. For cases without ignition, the amounts of inflow oxygen and outflow fuel from the compartment opening were, from largest to smallest, Door > $Slot_U$ ~ $Slot_M$ > $Slot_L$. However, the fuel and oxygen were the best mixed for the $Slot_U$ case while the fuel and oxygen were not well mixed and in relatively separated two layers for the $Slot_L$ case. The global equivalence ratio defined by the amounts of fuel and oxygen in the compartment was not correlated reasonably with the peak pressure of backdraft. The peak pressure during backdraft was the highest for the $Slot_U$ case, a well mixed condition of fuel and air, and backdraft was not found for the $Slot_L$ where the pressure rise was not so high due to the mixing status. The peak pressures for the Door and $Slot_M$ cases were in between Door and $Slot_L$ cases. The peak pressure during backdraft was well correlated with the total amount of heat release until the instance of backdraft occurrence.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.81.2-81.2
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• 2010

고체 산화물 연료전지(SOFC) 시스템은 스택과 기계적 주변 장치인 MBOP(Mechanical Balance of Plant), 그리고 전기적 주변장치인 EBOP(Electrical Balance of Plant)로 구성되어있다. SOFC는 일반적으로 $700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 작동되기 때문에 효율적인 열 이용 및 열 관리가 중요하다. SOFC 시스템의 MBOP에는 상온의 연료가스들을 고온으로 가열하여 스택에 유입 시기키 위한 열교환기 및 촉매연소기 등의 장치들이 필요하며, 효율적인 열관리를 위해서는 고온에서 작동하는 장치들을 한곳에 통합하여 구성하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 SOFC 시스템의 MBOP(Mechanical Balance of Pant) 중 고온부에 해당하는 촉매연소기, 열교환기 및 스택이 통합된 스택 모듈을 제작에 앞서 개념 검증을 위해 열교환기 및 촉매연소기로 이루어진 프로토타입(prototype)의 SOFC 모듈평가 장치를 제작하였다. 열교환기는 Plate형으로 총 6개로 구성되어 있으며, 연료극과 공기극 가스라인에 각각 3개씩 배치하여 스택에 유입되는 연료 및 공기가 촉매연소기에서 나오는 고온의 배가스와 열교환되어 가열되도록 구성하였다. 촉매연소기는 honeycomb 타입의 촉매를 사용하였고, 촉매연소기로 유입되는 연료극 배가스와 공기의 균일혼합과 hot spot을 방지하기 위한 장치를 삽입하여 제작하였다. 제작된 SOFC 모듈평가장치는 시운전을 통해 각 장치의 성능 확인 후 반응면적이 $20{\times}20cm^2$ 인 단전지를 적층하여 연계 운전을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.981-984
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• 2011

A high-resolution numerical study is carried out to investigate the transient process of the combustion and the shock-train developments in an ethylene-fueled direct-connect dual-mode scramjet combustor. Following the fuel injection, air-throttling is applied at the expansion part of the combustor to provide mass addition to block the flow to subsonic speed. The ignition occurs several ms later when the fuel and air are mixed sufficiently. The pressure build up by the combustion leads to the shock train formation in the isolator section that advances to the exit of the intake nozzle. Then, the air-throttling is deactivated and the exhaust process begins and the situation before the air-throttling is restored. Present simulation shows the detailed processes in the dual-mode scramjet combustor for better understanding of the operation regimes and characteristics.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.3
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• pp.283-290
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• 2010

The main goal of this study is to examine the use of a hybrid -fuel lean reburning system with air staging for $NO_X$ reduction. The experimental variables include the reburn fuel fraction, sizes of reburn- fuel-injection nozzles, oxygen enrichment ratio, and location of reburn- fuel- injection. The effect of the flow field induced by air- staging combustion on $NO_X$ reduction is considered, and then, the $NO_X$ reduction rate is compared with only fuel lean reburning system. On the basis of the effectiveness of each De-$NO_X$ process, the advantage of using the hybrid reburning system with air staging is determined and discussed.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.155-155
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• 2017

최근 애플망고 스마트 농가에 에너지 사용량이 증가됨에 따라 에너지 절감을 위한 대책들과 화석연료를 대체하는 다양한 신재생에너지 도입에 대한 요구들이 늘고있다. 본 연구에서는 애플망고 스마트 농가에 여러 에너지원들을 혼합하여 사용할 수 있도록 실증시험 모델을 구축하고 운영함으로써 그 효용성을 검토하고자 하였다. 우선 애플망고 특성을 고려한 비닐온실의 최대 냉난방부하량과 에너지모델을 분석하여 신재생 에너지원들의 혼합 및 기존 공조설비와의 연계를 계산하였다. 애플망고 시험 농지로는 재배에 적합한 제주도 서귀포를 선정하였으며, 기존의 경유 난방기를 사용하는 비교시험 하우스, 기존의 경유와 태양광, 지하 공기 히트펌프 난방기를 혼합하여 사용하는 실증시험 하우스, 경유와 지하공기 히트펌프 난방기를 사용하는 대조시험 하우스를 10~11월 두 달간 운영하여 그 결과들을 평가하였다. 온실 내외부에 온도, 습도, CO2를 측정할 수 있는 6점의 센서부들을 설치하였고, 적산 전력계와 유량계를 설치하여 데이터를 수집하였으며, 모든 시험 데이터는 모바일 원격으로 제어 및 모니터링이 가능하도록 구성하였다. 시험 결과, 각 하우스들에서 수확한 과실의 수량과 품질은 유사하게 평가되었지만, 실증시험 하우스의 난방비가 비교시험 하우스보다 절감되었다. 하지만 실증시험 하우스의 경우 높은 시설유지비로 인해 이를 고려한 사용료는 비교시험 하우스보다 더 비싸게 평가되었다. 본 연구를 통해 생산된 잉여전력을 매전할 때 이로 인한 이용비는 비교시험 하우스보다 더 경제적임을 확인할 수 있었다. 또한 기존의 경유와 지하공기 히트펌프 난방기를 혼합한 대조시험 하우스의 난방비용이 경제성에서 더 유리함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 애플망고 스마트 농가에 적합한 에너지-믹스 모델을 구축할 수 있었으며, 다양한 신재생에너지들의 효용성들을 검토할 수 있었다.