• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.23 no.6
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• pp.51-58
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• 2019

In this study, a set of performance tests on 3D-printed combustor components were carried out to investigate the performance of 3D-printed component and its feasibility for micro gas turbine engines. The test were conducted for four different equivalence ratios under two different engine operating conditions. The measurement results show that the tested combustor had a low total pressure loss coefficient and a uniform exit temperature distribution. However, the combustion efficiency values are less than 93.5% owing to the large amount of UHC and CO, which is considerably lower than a typical gas turbine engine combustor. The performance data obtained from the tests will be used for combustor performance improvements using 3D-printing technology.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.6
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• pp.460-468
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• 2021

This study investigated the enhanced combustion efficiency of an "air-cooled combustion system" with single F.D. fan, and performed a numerical analysis for the operation and design conditions to increase the combustion efficiency. The combustion efficiency in an actual combustor was compared before and after the structure modification. Numerical analysis for application of a single fan revealed the difficulty of forming a turbulence for circular combustion conditions. This is because the supply ratio of combustion air supplied into 2 flow paths becomes irregular in the combustion furnace due to a change in friction force and pressure in each flow path. Subsequently, two methods of supplying air into the combustion furnace were analyzed numerically to obtain the optimal combustion conditions of an air-cooled combustion system. The first method involved injecting the preheated combustion air after a 180~360 degree rotation from the outer wall, whereas in the second method, the combustion air was injected into the combustion furnace in a tangential direction after primary heat exchange outside the combustion furnace, by applying a rotatable vane structure in the combustion furnace. Results reveal that application of a single F.D. fan to the air injection into a rotatable combustion furnace is desirable for optimization of the combustion conditions for applying a duct structure having a dual cooling wall for the cooling of the outer wall of the combustion furnace, and for maintaining perfect mixing in the combustion furnace. We therefore confirmed enhanced combustion efficiency by comparing the actual combustion efficiency before and after structure modification.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.125-130
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• 2007

Firing tests have been performed for a 30 tonf-class full-scale regeneratively cooled combustion chamber. It was the first model which has welded construction of the injection head and the combustion chamber. A number of firing tests have been performed to evaluate combustion efficiency, regenerative cooling performance and durability of the combustor. This paper describes the results of firing tests performed at the design and off-design conditions which correspond to the chamber pressure of 60 bar, 68 bar respectively and the O/F ratio of 2.5 and 2.8 respectively. The data at each test condition have provided successful results in terms of combustion performance, combustion stability and durability. The tests are considered to be quite meaningful in the sense that the technologies for kerosene regeneratively cooled combustion chamber are successfully proven.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• v.48 no.6
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• pp.847-860
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• 2020

This study was conducted into combustion characteristics and gases generated by the combustion of charcoal and agglomerated charcoal distributed in the domestic using a combustion chamber based on the average space per crater of a charcoal-grilled restaurant in South Korea. Each of the three types of charcoals and agglomerated wood charcoals was analyzed for fuel and combustion characteristics. In addition, the concentration changes of CO, CO₂, NO_x, and O₂ were measured for 20 minutes depending on ventilation. As a result, CO yield without ventilation was measured in the range of 1390 to 4703 ppm, and CO yield with ventilation decreases about 29.8% to 57.4%. CO₂ yield without ventilation was measured in the range of 1.34% to 2.42%, and CO₂ yield was about 44.1% to 53.6% when the emission was more than about 1.5% at 10 minutes. The NOx yield was divided into two cases where the NO_x yield was continuously increased because of incomplete combustion, emitted ranging from 29 ppm to 47 ppm, and where emission was constant after 1 minute in the range of 9 ppm to 18 ppm. The NO_x yield with ventilation tends to be similar to the without ventilation, and NO_x yield decreases up to 62.5%. Therefore, it could be used for health risk assessment with the simulation of the usage environment of charcoal and agglomerated wood charcoal.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05b
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• pp.715-720
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• 1995

DUPIC 핵연료의 제작 조건, 특히 소결 조건에서 필요한 O/M값에 따른 산소포텐샬을 점결함모형을 이용하여 구하였다. 산소포텐샬 값은 순수 우라니아에서보다 크게 나타났고 주요 점결함 형태의 변화로 온도에 따라 엔트로피 값의 변화가 보였다. 연소중 DUPIC핵연료의 산소포텐샬 변화는 핵연료를 닫힌 계로 보고 물질 보존 및 평형법칙을 기초로 하여 구하였다. 산소포텐샬은 초기에 급격히 증가하지만 곧 일정한 값에서 매우 완만히 증가하게 된다. O/M값도 거의 변화가 없는데, 이는 Mo의 완충작용 때문이다. 따라서 초기 Mo의 화학적 형태- 금속 또는 산화물-가 DUPIC핵연료 O/M값 변화에 큰 영향을 미칠 것으로 예측되며 DUPIC핵연료 제작시 소결 조건에 유의할 필요가 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.150-155
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• 2010

Liquid rocket injectors play crucial roles on propulsive performance, combustion stability, and heat transfer characteristics. Nevertheless, their developments have mainly relied on empirical methods and expensive hot-firing tests due to lack of fundamental understanding of high pressure combustion phenomena in the near-injector regions. The present study was motivated by recent efforts to develop reliable modeling of liquid rocket combustion. The turbulent combustion model based on the flamelet concept has been extended to take into account real-fluid behaviors occurred at supercritical pressures, and validated against measurements for a cryogenic nitrogen injection, a non-premixed turbulent jet flame at atmospheric pressure, and a LOx/$GH_2$ coaxial shear injector at a supercritical pressure.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.6 no.4
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• pp.1-6
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• 2002

A numerical heat transfer analysis and the structural analysis were performed for the design of sub-scale combustion chamber's coolant passage. The heat flux through the combustion chamber wall was estimated by 2-D heat transfer analysis of compressible hot gas and the result was applied as a thermal boundary condition of 3-D analysis. The heat flux estimated by the present method agreed well with the experimental correlation and proved to be insensitive to cooling condition. So the same thermal boundary condition was applied for various operating conditions. The maximum temperature of combustion chamber wall was predicted by 3-D analysis for single coolant passage and the result will be used for the development of a regeneratively cooled combustion chamber. Also estimated were the stress distribution and structural safety of coolant passage through the static structural analysis.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.9-9
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• 2000

액체 램제트 엔진의 V형 유입구에 3개의 안내깃이 있은 경우에 대하여 유동 해석을 수행하였다. 수치해석에 앞서 본 연구에서는 ONERA에서 발표한 고체 램제트 연소기에 대한 실험 결과를 유동 해석 결과와 비교하여 해석의 정확성을 검증하였다. 안내깃에 의하여 연소실로 유입되는 공기는 유입구 곡관에서 효율적인 흐름을 유지할 수 있고 분사되는 연료의 분포도 제어될 수 있다. 안내깃의 두께가 큰 경우 자칫 유입되는 공기의 흐름을 방해하는 장애물의 역할을 할 수 있으므로 두께의 변화에 대한 영향도 계산하였으나 선정된 안내깃에 의한 연소실에서의 유동특성 변화는 적은 것으로 나타났다. 입구조건을 균일 유동으로 주고 해석한 결과, 연소실에서의 유동은 안내깃의 유무에 따라 큰 영향을 받지 않았다. 그러나 흡입구로 유입되는 공기의 속도 분포는 다양한 비행조건에서 균일하지 않기 때문에 주 유동을 방해하지 않는 안내깃의 설치는 연소실에서의 좀 더 안정된 화염의 생성을 위해 필요하다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.3-57
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• 2005

왕복동 내연기관에서의 연소 및 배기가스 생성은 복잡한 3차원 영역 내에서 난류 유동, 분무, 화학반응, 열전달, 경계층 현상이 상호 연계되어 있는 매우 복합적인 과정이다. 특히 난류 연소 현상은 기관의 효율을 결정하는 연소 속도와 pollutant의 배출 농도를 결정하는 핵심 요소로서 관련 모델과 수치 해법에 대해 학술적, 공학적 측면에서 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 이를 위해 수행되는 다양한 실험 측정과 수치 해법을 통해 얻어지는 3차원 과도 상태의 방대한 스칼라량과 벡터량에 대한 정보를 효율적으로 처리하기 위해서는 적절한 가시화 과정이 필수적이다. 여기서는 최근 다양한 엔진 타입들에 대한 응용 사례와 함께 난류 연소 모델링을 위한 새로운 접근법으로서 조건평균법(conditional averaging)에 대해 간략히 소개하고자 한다. 난류예혼합연소에서의 난류화염속도에 대한 DNS와 영역조건평균에 기초한 예측식의 검증, 천연가스 jet의 자발화 지연기간, n-heptane jet의 자발화 진행 과정, HSDI 엔진, HCCI 엔진, CNG 엔진, LPG 분무 및 엔진, GDI 엔진 등에 대한 연구 결과들은 정보 가시화의 한 사례가 될 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.3 no.1
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• pp.62-69
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• 1994

화염중에 존재하는 이온 및 전자의 전기적 성질을 이용하여 연소실내의 화염전파속도를 파악하기 위해 실린더 헤드에 이온 프로브를 삽입하여 천연가스 및 가솔린의 화염전파속도를 측정하였다. 본 연구에 이용된 이온전류장치 설계에 의한 방법은 광학적 측정 장비에 비해 간단하며 쉽게 측정할 수 있고 가격도 저렴하고 응답성도 우수하였다. 이온 프로브의 제작과 신호처리에 관한 기초적인 지식을 얻었으며 천연가스 및 가솔린의 연소시 연소압력의 상승지점과 이온발생지점이 일관성있게 나타났다. 기관회전수의 증가에 따라서 연소실내의 화염전파속도가 증가했으며 같은 연소조건이라고 할 수 있는 동일 기관회전수, 당량비의 조건에서 점화시간에 대한 화염전파속도를 비교해 보면 메탄의 경우가 이론치보다 6 ms∼9 ms 정도 늦었다. 또한, 메탄가스 및 가솔린에 대해 이온 전류강도 및 화염 도달시간을 측정하였으며 연소실 벽면에서는 열전달에 의한 냉각효과로인해 화염 전파속도 및 이온농도가 감소했다.