• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제18권1호
• /
• pp.32-40
• /
• 1994

The radiative heat transfer analysis in particle layer has an inherent difficulty in treating the governing integro-differential equations, which are derived from the remote effects. Most of the existing analyses are limited to the one dimensional system, taking into account only absorption or isotropic scatting of solid particles. Fortunately, a new Monte Carlo Simulation method is recently developed to analyse multidimensional radiative heat transfer in particles with anisotropically scatting. By this method, the present study analyses the radiative heat transfer in dispersed particles through the numerous droplets in the liquid droplet radiator to develop a technique of liquid droplet radiator. Consequently, knows that the radiative heat flux in particle layer is influenced by exitinction coefficient, optical thickness and surface area of particles in the system.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2002년도 제25회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.129-139
• /
• 2002

From the view of the environmental protection against the use of fossil fuels, a great of efforts have been exerted to find an alternative energy source. Hydrogen may become an alternative. However the product species of the hydrogen flame is only $H_2O$, which emits only non-luminous radiation so the radiation from it is much smaller than that for a hydrocarbon flame. In this study, the authors designed and fabricated a laboratory scale test furnace to study thermal characteristics of hydrogen-air diffusion flame. In addition, the effects of addition of reacting as well as non-reacting solid particles were experimentally investigated. Among the total heat flux to the wall, about 75% was occupied by radiation while 25 % by convection. When the aluminum oxide ($Al_2O_3$) particles were added, the radiative heat flux was reduced due to heat blockage effects. On the other hand, the total as well as the radiative heat flux was increased when the carbon particles were seeded, since the overall temperature increased. The effects of swirl and excess air ratio were also examined.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제26권11호
• /
• pp.1503-1512
• /
• 2002

From the view of the environmental protection against the use of fossil fuels, a great of efforts have been exerted to find an alternative energy source. Hydrogen may become an alternative However the product species of the hydrogen flame is only $H_2O$, which emits only non-luminous radiation so the radiation from it is much smaller than that for a hydrocarbon flame. In this study, the authors designed and fabricated a laboratory scale test furnace to study thermal characteristics of hydrogen-air diffusion flame. In addition. the effects of addition of reacting as welt as non-reacting solid particles were experimentally investigated. Among the total heat flux to the wall, about 75 % was occupied by radiation while 25% by convection. When the aluminum oxide (Al$_2$O$_3$) particles were added, the radiative heat flux was reduced due to heat blockage effects. On the other hand, the total as well as the radiative heat flux was increased when the carbon particles were seeded, since the overall temperature increased. The effects of swirl and excess air ratio were also examined.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제23권8호
• /
• pp.1040-1047
• /
• 1999

The characteristics of flame propagation in inert particle-laden $H_2$/Air premixed gas are numerically investigated on this study. The 2nd order TVD scheme is applied to numerical analysis of governing equations and multi-step chemical reaction model and detailed transport properties are sued to solve chemical reaction terms. Radiation heat transfer is computed by applying the finite volume method to a radiative transfer equation. The burning velocities against the mole fractions of hydrogen agree well with results performed by different workers. The inert particles play significant roles in the flame propagation on account of momentum and heat transfer between gas and particles. Gas temperature, pressure and flame propagation speed are decreased as the loading ratio of particle is increased. Also the products behind flame zone contain lots of water vapor whose absorption coefficient is much larger than that of unburned gas. Thus, the radiation effect of gas and particles must be considered simultaneously for the flame propagation in a mixture of $H_2$/Air and inert particles. As a result, it is founded that because the water vapor emits much radiation and this emitted radiation is released at boundaries as radiant heat loss as well as reabsorbed by gas and particles, flame propagation speed and flame structure are altered with radiation effect.

• 에너지공학
• /
• 제1권1호
• /
• pp.76-86
• /
• 1992

현존하는 미분탄 연소로의 난류 유동장 및 반응을 해석하는 3차원 모델을 제안하였다. 미분탄 불균일 반응, 휘발, 복사 및 서로 다른 방향에서 유입되는 1차 공기와 2차 공기의 혼합, 열 손실 등의 연소로 내에서 일어날 수 있는 제반 현상을 종합적으로 고려하여 비선형 미분 방정식을 세우고 유한 미분법을 적용하여 연소 현상을 묘사하였다. 본 연구에서 제안한 모델을 이용하여 연소로 내에서의 미분탄 연소 거동을 예측하고 연소 효율에 중요한 영향을 미치는 1차 공기와 2차 공기의 주입 속도와 석탄입자크기가 연소 거동에 미치는 영향을 살펴보았다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제17권1호
• /
• pp.107-116
• /
• 2000

본 연구는 지구 공전 궤도 근처의 Leonid의 출현 빈도와 속도 등을 예측하기 위한 연구의 초기 단계로서 meteoroid에 대한 기초 자료 조사와 더붙어 기존에 알려져 있는 meteoroid 입자의 분출 속도 모텔과 섭동 모델로부터 meteoroid의 운동 방향과 속도를 컴퓨터로 계산하기 위한 프로그램을 개발하고 이것을Leonid stream에 적용해 보았다. 입자의 초기 속도 모델로는Jones의 분출속도 분포모델을 사용하였으며, meteoroid의 궤도 운동 모델에는 태양과 달, 지구를 비롯한 각 행성들의 섭동 모델이 포함되었다. 태양계 천체들의 Ephemeris를 구하기 위해 JPL (Jet Propulsion L Laboratory)의 SSD (Solar System Dynamics) Laboratory에서 개발된 DE405 Solar System E Ephemeris 데이터 파일을 사용하였다. 이외에 중요한 섭동 요소로써 태양 복사압을 고려하였으며, 적분 알고리즘으로는 8차 Runge-Kutta 방법을 사용하였다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.12-17
• /
• 2010

본 연구는 자원의 재활용 측면에서 적용한 폐타이어 분말을 혼입한 모르타르에 난연제를 첨가하여 그 난연특성을 알아보고자 한다. 폐타이어 분말의 혼입으로 단열성능 향상은 이미 검증이 되었으나, 단열성과 결합력의 상반된 재료 특성으로 인해 화재에는 취약한 바. 이에 난연제를 첨가하여 인명안전에 만전을 기하고자 한다. 폐타이어 분말을 혼입한 모르타르의 난연제를 첨가하여 첨가 비율에 따른 그 특성을 알아보고자 한다. 화재 초기의 특성을 알 수 있는 재료의 가연성 여부를 실제 화재와 유사한 복사열에 의해 시험하고자 하였으며. 실험방법은 한국건자재 시험연구원에 의뢰하여 ISO 5657 절차에 의한 재료의 착화시간, 불꽃 발생여부, 시험체의 형태변화 등을 고찰하고자 한다. 폐타이어 분말이 혼입된 모르타르와 난연제(무기계)의 배합비율은 폐타이어 분말의 0%, 30%, 60%, 90% 비율로 수산화알루미늄을 첨가하며 조연제인 삼산화안티몬은 난연제의 10%를 첨가한다. 시험체를 수평설치하여 일정한 복사열($1{\sim}5W/cm^2$)을 시험체 상부표면에 노출시키면 열이 시험체 표면에서 내부로 전도되어 온도가 상승한다. 온도가 충분히 높다면 시험체는 열분해하면서 가연성가스를 발생시킨다. 이 때 점화원인 점화기구의 작은 불꽃은 시험체 중앙 위의 10mm 지점에 규칙적인 간격으로 접염하였을때의 재료의 지속적인 표면 착화특성(착화시간) 평가한다. 난연제 미첨가시에도 착화가 일어나지 않아 폐타이어분말이 혼입된 모르타르의 가연성은 적은 것으로 볼 수 있으며, 화재실내에 존재하는 가연물의 양을 평가하는 화재하중에 이를 반영할 수 있다. 폐타이어 분말에 무기계 난연제를 첨가함에 따라 흡열효과에 의해 불꽃은 발생하지 아니하고 폐타이어 분말입자의 분해속도도 지연되었음을 확인할 수 있다. 복사열로 인해 난연제인 수산화알루미늄이 열분해하여 모르타르내 수증기 분압이 증가하여, 폐타이어 분말의 불꽃이나 연소형태는 보이지 않았다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제24권2호
• /
• pp.125-134
• /
• 2007

이 연구에서는 태양 및 지자기 활동에 의해 발생한 우주환경변화가 우리나라 위성인 아리랑위성1호(KOMPSAT-1)의 궤도에 미치는 영향을 분석하였다. 인공위성의 궤도변화는 정상적인 상태에서도 자연적인 섭동에 의해 지속적으로 발생하지만, 거대한 태양폭발에 의한 지구 주변 우주환경이 급격히 변화할 때 고층대기의 밀도변화로 인해 크게 발생한다. 특히 이러한 현상은 아리랑위성 1호와 같이 저궤도 상에서 운영되는 위성에 직접적인 영향을 미친다. 이 때, 태양활동에 의한 지구 주변 우주환경의 변화는 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는 태양 플레어 (Flare)가 폭발했을 때 고에너지 복사(Radiation)로 인해 지구 고층대기가 가열되어 팽창하고 이런 결과로 고층대기에 있는 중성입자밀도가 급격히 증가하는 것이다. 다른 하나는 코로나 물질 방출(Coronal Mass Ejections) 등에 의해 발생한 지자기폭풍기간 동안 플라즈마 대류와 입자들의 하강으로 전기장이 강해져 상당량의 줄가열(Joule heating)과 하강입자가열(precipitating particle heating)이 발생하고 이로 인해 중성입자밀도가 증가하는 것이다. 두 가지 원인에 대한 영향을 구분하여 알아보기 위해, 우리는 태양 및 지자기 자료를 면밀히 분석하여 2001년에서 2002년 동안 5개의 기간을 선정하였다. 그 결과 위성의 대기저항가속도는 태양의 극자외선(Extreme Ultra-Violet)의 증가와 함께 약 하루 정도의 시간 지연을 가지고 유사하게 변화하고 있음을 확인하였다(R=0.92). 그리고 지자기폭풍이 발생한 기간동안 대기저항가속도는 지자기폭풍에 의한 Dst 변화와 상당히 유사하게 그리고 거의 동시에 급격히 변화하는 것을 확인하였다. 마지막으로 우리는 위성의 대기저항가속도의 변화는 전반적으로는 오랜 기간 동안 고에너지 복사에 의한 효과로 나타나고 있으나 짧은 기간(하루 미만) 동안 크게 발생하는 대기저항가속도의 변화는 지자기폭풍에 의한 효과로 보고 있다.

• 한국연소학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.75-82
• /
• 1996

Laser induced incandescence, LII, recently developed technique for measuring soot concentration in flames, can overcome most of limitations of conventional laser extinction measurement. In this study, experiments were performed to investigate the effect of laser intensity, detection wavelength, and also laser beam quality on both LII signal at a particular position and peak-to-centerline LII signal ratio. The results of LII signal with increasing laser intensity shows its near-independence of laser intensity once threshold level of laser intensity has been reached. However, this near-independence depends on laser beam quality and the incident optical setup. The peak-to-centerline LII signal ratio slowly but continuously increases with laser power. This fact is due to the dependence of LII signal on particle mean diameter. LII signal is attenuated during it passes through the flame containing soot particles. The attenuation rate is inversely proportional to detection wavelength. In this study, LII signal at 680 nm band is 10% greater than the signal at 400 nm band.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제30권3호
• /
• pp.403-412
• /
• 2006

The effect of a wall temperature on the soot deposition process from a diffusion flame to a solid wall was investigated in a microgravity environment to attain in-situ observations of the process. The fuel for the flames was an ethylene ($C_2H_4$). The surrounding oxygen concentration was 35% with surrounding air temperatures of $T_a=600K$. In the study, three different wall temperatures. $T_w$=300, 600, 800K, were selected as major test conditions. Laser extinction was adopted to determine the soot volume fraction distribution between the flame and burner wall. The experimental results showed that the maximum soot volume fractions at $T_w$=300, 800 K were $8.8{\times}10^{-6},\;9.2{\times}10^{-6}$, respectively. However, amount of soot deposition on wall surface was decreased because of lower temperature gradient near the wall with increasing wall temperature. A numerical simulation was also performed to understand the motion of soot particles in the flame and the characteristics of the soot deposition to the wall. The results from the numerical simulation successfully predicted the differences in the motion of soot particles by different wall temperature near the burner surface and are in good agreement with observed soot behavior that is, the 'soot line', in microgravity.