• 산업기술연구
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• 제22권A호
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• pp.255-260
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• 2002

We prepared the nano-sized $TiO_2$ particles by the diffusion flame reactor and investigated the effects of several process variables on the generation and transport properties of $TiO_2$ particle. As the length from the tip of diffusion flame reactor increases, the size of $TiO_2$ particle increases by the coagulation between particles. The structure of $TiO_2$ particles prepared is almost found to be anatase. It was found that the $TiO_2$ particle size depends more largely on the change of reactor temperature than on the change of inlet $TiCl_4$ concentration.

• 산업기술연구
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• 제22권B호
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• pp.117-124
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• 2002

We prepared the nano-sized $TiO_2$ particles by the diffusion flame reactor and investigated the effects of several process variables on the generation and transport properties of $TiO_2$ particle. As the length from the tip of diffusion flame reactor increases, the size of $TiO_2$ particle increases by the coagulation between particles. The structure of $TiO_2$ particles prepared is almost found to be anatase. It was found that the $TiO_2$ particle size depends more largely on the change of reactor temperature than on the change of inlet $TiCl_4$ concentration. By the photo-degradation experiment of phenol and toluene with the prepared $TiO_2$ particles, we found that the photo-degradation efficiencies of phenol and toluene change, depending on the process variables such as size of $TiO_2$ photocatlysts, concentration of phenol or toluene. Degradation efficiencies of phenol and toluene was above 90% in our experiments in 60 minutes.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.85-88
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• 2010

본 연구에서는 액체로켓 분사기에서 임계압력 이상의 추진제의 혼합과 연소과정을 수치적으로 모사하여 분석하고자 하였다. 이 과정에서 확장된 $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 이용하여 난류 속도장을 예측하였고 고압에서의 실제 유체 효과를 고려하기 위하여 혼합 추진제의 물성치는 SRK 상태 방정식을 이용하여 계산하였다. 또한 난류 확산 화염에서의 좀 더 정확한 난류와 화학반응의 상호작용을 고려하기 위하여 실제 유체 효과를 고려할 수 있는 층류 화염편 모델을 이용하였다. 수치적인 계산을 바탕으로 이상기체 가정을 사용한 결과와 비교하여 실제 유체의 효과와 기체메탄/액체산소 동축 전단 분사기의 제트화염 구조를 상세하게 살펴보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1997

극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권11호
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• pp.2981-2994
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• 1995

In order to elucidate the effects of positive pressure gradient on flame properties, structure and stabilization, an experimental study is made on turbulent diffusion flame stabilized by a circular cylinder in a divergent duct flow. A commercial grade gaseous propane is injected from two slits on the rod as fuel. In this paper, stabilization, characteristics and flame structure are examined by varying the divergent angle of duct. Temperature, ion current and Schlieren photographs were measured. It is found that critical divergent angle is expected to be about 8 ~ 12 degree through blow-off velocity pattern to divergent angle and the positive pressure gradient influences the flame temperature, intensity of ion current and eddy structure behind the rod. With the increase of divergent angle, typical temperature of recirculation zone is low but intensity of ion current is high in shear layer behind rod. Energy distributions of fluctuating temperature and ion current signals turn up low frequency corresponding to large scale eddies but high frequency corresponding to small scale eddies as well as low with the increase of divergent angle. Therefore the flame structure becomes a typical distributed-reacting flame.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.803-810
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• 2017

초임계 조건에서의 연소반응에서는 액체산소가 초임계 상태로 천이되며 스도보일링과 급격한 물성치변화를 발생시킨다. 이때 초임계 상태에서 작동하는 분사기의 연소반응은 급격한 밀도차로 인한 난류확산에 의해 지배되며, 따라서 스도보일링과 함께 발생하는 확산유동에 대한 연구가 필요하다. 많은 연구자들에 의해 초임계 연소해석에서 발생하는 이 현상들에 대한 연구가 진행되었지만 다양한 변수들에 의한 사례연구가 부족한 상태이다. 본 연구에서는 초임계 압력조건에서 산화제-연료비(O/F)와 연소기 직경, 리세스비를 통해 재순환유동 및 액체산소코어 길이에 변화를 주어 이로 인한 유동구조 및 화염구조의 변화를 수치적으로 연구하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.814-819
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• 2011

연소기에서의 배기저감과 효율향상을 위하여 순 산소 버너에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 일 초점 산소버너의 개념을 제시하며 연료인 메탄과 산화제인 산소의 혼합정도를 분석하기 위하여 연소를 제외한 유동혼합거동을 고찰하였으며, 연소를 포함했을 때의 연소특성을 분석하기 위하여 일 단계 반응을 고려한 연소 모델을 적용하여 연소거동을 분석하였다. 계산조건은 버너 노즐의 중심에 산소가 공급되고 그 주위로 메탄이 그리고 그 외곽으로 산소가 공급되는데 그 유량을 1:2:3이 되도록 하였으며, 초점거리를 100mm에서 500mm까지 4등분하여 유동과 연소를 계산하여 혼합의 정도와 온도 분포를 비교분석하였다. 계산결과 유동의 경우 초점거리가 짧을수록 긴 혼합유동을 보여주며, 화염의 경우 300mm일 때 가장 넓게 확산되었으며 화염의 길이도 가장 크게 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.53-62
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• 2017

경제 및 산업의 원천 에너지원인 전력은 생산과 소비의 지역적 상이함으로 장거리 수송을 필수로 하며, 다중환상망(Multi-loop) 형식의 송배전계통으로 전력을 공급한다. 실질적 사용에 앞서, 변전소내 변압기를 통해 변전과정을 거쳐 각 사용처의 특성을 고려하여 전력공급이 이루어지고 있으며 변압기는 본체, 권선, 절연유, 부싱등의 구조로 결합되어 있다. 변전소에서 발생하는 변압기화재는 가구와 상업시설등에 전기공급을 중단시키고 각종 안전사고를 발생시키는 1차 손실뿐만 아니라 2차적으로 경제 손실을 야기한다. 화재의 원인은 부싱 하부파손에 따른 절연유 유출과 약 1초 이내 발화점에 도달하는 절연유에 의한 화재의 연쇄반응으로 파악된다. 화재피해의 최소화를 위해 연기감지기, 자동소화설비 등이 구축되어있으나 감지기의 동작 및 소화가스 방출지연 등으로 화재진화를 위한 골든타임 확보의 부재가 문제되고 있다. 이에 본 연구는 초기 화재진화에 따른 골든타임 확보의 중요성에 따라 화재확산을 방지하고 절연유 누출을 차단하는 능동적 메커니즘의 필요에 따라 수행되었다. 따라서 화염에 의해 팽창하는 고온형상 유지물질과 기계적 화염차단장치를 적용한 부싱방화구조체를 개발하였다. 실제 부싱 및 프렌지규격을 적용하여 제작된 변압기모형에 부싱방화구조체를 설치하여 실규모 화재실험을 수행하였다. 초기화염으로부터 3초내에 정확한 위치와 높이에 부싱방화구조체가 작동함을 확인하였으며 이는 실제 변압기화재 시 화염 확대를 효과적으로 차단할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.78-88
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• 2005

산화제 주입기 배열 변화에 따른 End-Burning 하이브리드 연소기의 연소실 내부 유동장의 특성 및 온도장 분포도의 경향을 파악하기 위해 수치해석적 연구를 수행하였다. 스월을 동반하는 하이브리드 연소실내 확산 화염의 주요 거동을 얻기 위해 7가지의 다른 O/F 비를 갖는 연소의 기본 특성을 분석하였다. 산화제 주입기의 위치 변화 및 공급방식이 연료와 산화제의 혼합율을 크게 지배하고 온도분포에도 강한 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용된 여러 산화제 주입기 배열중에서 counter rotating 유동을 유발시키는 주입기가 가장 좋은 혼합효율을 보였으나 벽면 근처에서 관찰된 고온부의 발생 문제가 대두되었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.63-63
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• 2011

화재란 사람의 의도에 반하거나 고의에 의해 발생하는 연소현상으로서 소화시설 등을 사용하여 소화할 필요가 있는 것을 말한다. 사람의 의도에 반한다고 하는 것은 과실에 의한 화재를 의미하며 화기취급 중 발생하는 실화뿐만 아니라 부작위에 의한 자연발화도 포함하며, 고의에 의한다고 하는 것은 일정한 대상에 대하여 피해발생을 목적으로 화재발생을 유도하였거나 직접 방화한 경우를 말한다. 연소현상이라 함은 가연성 물질이 산소와 결합하여 열과 빛을 내며 급속히 산화되어 형질이 변경되는 화학반응을 말한다. 소화시설 등을 사용하여 소화할 필요가 있다는 것은 화재란 연소현상으로서 소화의 필요성이 있어야 하며 소화의 필요성의 정도는 소화시설이나 그와 유사한 정도의 시설을 사용할 수준 이상이어야 한다. 화재원인조사란 발화부를 판단하고 화재에 이르게 된 발화원을 규명하며, 발화부로부터 연소확대된 경과를 조사하는 일련의 행위로서 화재원인조사시 가장 중요한 사항은 발화부 판단인 바, 이는 화재원인이 발화부에만 존재하기 때문이다. 최근에는 다양한 소재의 사용으로 인해 일단 화재로 진행될 경우 인명 및 재산상 피해가 증가하게 되어 있으며, 이로 인해 화재조사시 화학, 물리, 전기, 건축, 기계, 소방 등 다양한 지식과 화재현장에 대한 이해가 요구된다. 화재현장 조사시 발화부 판단의 과학적 접근은 매우 중요한 것으로서, 화재원인의 명쾌한 규명으로 책임한계 구분은 물론, 유사사고의 재발방지를 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 기 발생한 화재사례에서 얻은 화재패턴을 분석하여 얻은 자료를 통해 발화부를 판단할 수 있는 조사방법을 다음과 같이 제시하였다. 1) 화재시 열전달과 화염확산 과정에서 건축구조물, 내장재, 집적물 및 각종 설치물의 구조, 재질 등에 따라 다양한 화재패턴을 형성하게 됨을 알 수 있다. 2) 화재패턴의 종류로는 화재플럼에 의한 삼각형, 주상, V, U 패턴 등이 있으며, 연소 생성물인 화염, 연기, 열 등에 의해 다양한 형태를 보임을 알 수 있다. 3) 위와 같은 결과를 종합하여 연소의 상승성, 불꽃 및 연기 흔적, 열에 의한 흔적 등에 의해 연소의 방향성을 알 수 있다. 4) 결국 화재현장에서 명확한 화재원인을 규명하기 위해서는 화재패턴에 의해 연소확대과정을 역으로 추적하여 발화부를 결정한 다음, 발화부내에서 화재원인을 찾아내야 할 것이다.