• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.8
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• pp.503-510
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• 2016

Incinerators generally emit pollutants such as NOx and CO during the combustion process. In this paper, pollutant emissions and temperature distributions were studied in a simulated incinerator with a reversed (relative to the flue gas flow) secondary air injection system. The experiments were performed by using a lab-scale furnace in order to evaluate the effects of the injection location, direction and flow rate of secondary air jets. The emission of NOx was lower in the case of reversed secondary air injection than in the case of cross injection, due to the recirculation and mixing of the exhaust gas. In the reversed air injection cases, thermal NOx emissions decreased as secondary air ratio increased from 30 to 60 and slightly increased at secondary air ratios higher than 60. In most cases, CO emissions were not detected except for a few reversed secondary air injection cases, in which cases CO concentrations below 2ppm were observed.

• Clean Technology
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• v.26 no.3
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• pp.211-220
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• 2020

This experimental study investigates the design parameters to achieve ultra low NOx combustion of coal using a 80 kW capacity single-burner furnace. The influence of key design parameters such as SN, overall and burner-zone equivalence ratios, primary/secondary air ratio, overfire air (OFA) ratio were tested for a total of 81 cases. The results showed that weak swirl intensity of the burner leads to higher NOx emission whereas strong swirl intensity accompanies increased CO concentration desipte lower NOx emission. Therefore, finding an appropirate swirl intensity is essential for the burner design. Larger flow rate of secondary air increased NOx emission, whereas smaller flow rate stretches the flame and increased CO emission. The lowest NOx emission of 82 ppm (6% O₂) was achieved at the optimal condition of the present burner deisgn. It is expected to furrther lower the NOx emission by introducing splitting the burner secondary air into three or four streams.

• Journal of Korean Port Research
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• v.10 no.1
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• pp.37-51
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• 1996

2차의 섭동법과 경계요소법에 기초한 시간영역해석법은 불규칙파의 파동장에 있어서 파-구조물의 비선형간섭을 해석할 수 있는 해석법이지만. 파와 구조물의 운동이 정상상태에 도달하기까지 시간스텝으로 계산을 수행하여야 하므로 계산시간이 매우 길어지고, 각 성분파와 그에 의한 운동요소를 평가하는 것이 어렵다. 반면에 주파수영역해석법은 계산시간이 짧고, 각 성분요소들의 변화특성을 쉽게 판단할 수 있지만, 불규칙파동장으로의 적용이 현실적으로 어렵다는 단점을 가진다. 본 연구에서는 잠제 등에 대해서 전개되어 있는 주파수영역해석법을 임의형상의 부체 구조물에 대해 새롭게 수식의 전개를 수행하고, 압축공기주입 부체구조물에 적용하여 실험 및 이론해석결과로부터 그의 타당성을 확인한다. 이 때 압축공기의 거동은 Boyle법칙을 사용하여 평가한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.8 no.4
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• pp.328-334
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• 1984

본 연구에서는 기하학적으로는 물론이며 유동 장체가 축대칭이 되고 재순환 영역이 있는 노즐을 제작하여 우선 연구의 1차 단계로서 연소가 없을 경우 시간 평균 유속 및 난류 성분을 레이져 도플러 유속계로 비교적 정밀히 측정한후, 노즐 유체와 주위공기류와의 시간 평균 혼합특성을 구명하기 위하여 가스크로마토그라프에 의하여 농도 분포를 측정, 모델 검토를 위한 기초 데이타 제공과 실험용으로 채용한 노즐류의 구조를 구명하고저 한다. 특히 노즐유체를 수소/질소 혼합기인 경우와 공기를 사용 한 양 경우를 비교, 검토하므로써 부력효과에 대한 평가를 시도하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.19 no.1
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• pp.9-17
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• 2015

The basic flow configuration is composed of a plane, double shear layer where relatively thin mid gas layer is sandwiched between air and fuel stream. The present study describes numerical investigations concerning the combustion enhancement according to a variation of mid layer thickness. In this case, the effect of heat release in turbulent mixing layers is important. For the numerical solution, a fully conservative unsteady $2^{nd}$ order time accurate sub-iteration method and $2^{nd}$ order TVD scheme are used with the finite volume method including k-${\omega}$ SST model. The results consists of three categories; single shear layer consists of fuel and air, inert gas sandwiched between fuel and air, cold fuel gas sandwiched between fuel and air. The numerical calculations has been carried out in case of 1, 2, 4 mm of mid layer thickness. The height of total gas stream is 4 cm. The combustion region is broadened in case of inert gas layer of 2, 4 mm thickness and cold fuel layer of 4 mm thickness compared with single shear layer.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.23 no.11
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• pp.1464-1472
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• 1999

Design and operation of $1MW_{th}$ pulverized coal combustion testing facility are described. Also the influence of air staging on NOx emission and burnout of coal flames was investigated in this facility. The test facility consisted of coal feeding system, firing system and flue gas treatment system. A top-fired externally air staging burner was adopted in order to avoid influence of gravity on the coal particles and for easy maintenance. Distribution of temperature and chemical species concentration of coal flames could be measured in vertical pass of furnace. Main fuel was pulverized (83.4% less than $80{\mu}m$) Australian high bituminous coal. From variety of test conditions, overall excess air ratio was selected at 1.2(20% excess air). Tho study showed that increasing the staged air resulted in lower NOx omission, and it was suggested to be more than 40% of the total combustion air for the substantial NOx reduction. Sufficient burnout was not achievable when NOx emission was less than 500ppm. Also, the amount of core air did not influence tho NOx reduction.

• Journal of Energy Engineering
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• v.2 no.3
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• pp.268-275
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• 1993

A series of parametric investigations are performed in order to resolve the flow characteristic of a Quebec city stoker incinerator. The parameters considered in this study are five internal configurations of the Quebec city stoker itself and its modified ones, primary air velocity, the injection velocity and angle of the secondary air, and the reduction of the stoker exit area. A control-volume based finite-difference method by Patankar together with the power-law scheme is employed for discretization. The resolution of the pressure-velocity coupling is made by the use of SIMPLEC algorithm. The standard, two equation, k-$\varepsilon$ model is incorporated for the closure of turbulence. The size of recirculation region, turbulent viscosity, the mass fraction of the secondary air and pressure drop are calculated in order to analyze the characteristics of flow field. The results are physically acceptable and discussed in detail. The flow field of the Quebec city stoker shows the strong recirculation zone together with the high turbulence intensity over the upper part of the incinerator.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.96-96
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• 2012

복합분자펌프는 기존의 터보분자펌프 turbine blade에 spiral grooved를 추가하여 초고진공(10-8Pa)에서 저진공(330Pa)까지 넓은 압력범위에서 사용할 수 있고 이 펌프를 사용함으로서 완전 oil free한 진공시스템을 만들 수 있는 특징을 가지고 있다. 특히, 회전체를 비접촉으로 지지하는 자기베어링 방식을 적용함으로써, 진동은 극히 작고 베어링수명은 길면서 중저진공에 대한 배기속도가 크고 임의의 방향으로 접속이 가능하여 반도체 및 디스플레이 제조 공정과 같은 첨단산업의 다양한 분야에 쉽게 적용되고 있으며, 그 적용 분야와 시장은 계속 성장하고 있다. 고 진공과 배기 속도의 달성을 위해서, 고속으로 이동하는 격면과 기체분자를 충돌시켜, 기체 분자를 원하는 방향으로 유도하는 작동원리를 가지고 있다. 특히 공기분자의 밀도가 매우 낮은 희박가스 상태에서 고속 회전하는 blade로 공기분자를 쳐내면서 작동됨으로써 날개의 상하 압력차에 의한 공기력보다도 날개의 고속회전이 매우 중요시되고 압력으로는 10-1 Pa 이하의 분자영역에서 그 성능을 최고로 발휘할 수 있다. 이러한 복합 펌프의 주요 장점은 다음과 같다. 1. 10-8 Pa (10-10 torr) ~ 10 Pa (1 torr) 까지 넓은 영역에서 배기가 가능하다. 2. 탄화수계의 대하여 높은 압축특성을 가지고 있고, 윤활유를 사용하지 않으므로 얻을 수 있는 진공상태가 고청정하다(oil free). 3. 정밀 5축제어 자기베어링으로 완전히 부상하여 회전함으로서 마모가 없고 진동이 최소화하였을 뿐 만 아니라, 또한 운전음도 거의 없다. 4. 설치조건에 제한이 없고 고장이 거의 없다. 특히 복합분자펌프는 탄화수소화합물이 없는 진공을 생성시키면서 구성요소가 간단한 반면 폭넓은 진공대역을 충족하기 때문에 산업계와 연구계의 주요 첨단 분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 최근 반도체 및 디스플레이, 바이오엔지니어링 등의 발전으로 적용분야가 넓어지고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.88-88
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• 2011

복합분자펌프는 기존의 터보분자펌프 turbine blade에 spiral grooved를 추가하여 초고진공(10-8 Pa)에서 저진공(330Pa)까지 넓은 압력범위에서 사용할 수 있고 이 펌프를 사용함으로서 완전 oil free한 진공시스템을 만들 수 있는 특징을 가지고 있다. 특히, 회전체를 비접촉으로 지지하는 자기베어링 방식을 적용함으로써, 진동은 극히 작고 베어링수명은 길면서 중저진공에 대한 배기속도가 크고 임의의 방향으로 접속이 가능하여 반도체 및 디스플레이 제조 공정과 같은 첨단산업의 다양한 분야에 쉽게 적용되고 있으며, 그 적용 분야와 시장은 계속 성장하고 있다. 고 진공과 배기 속도의 달성을 위해서, 고속으로 이동하는 격면과 기체분자를 충돌시켜, 기체 분자를 원하는 방향으로 유도하는 작동원리를 가지고 있다. 특히 공기분자의 밀도가 매우 낮은 희박가스 상태에서 고속 회전하는 blade로 공기분자를 쳐 내면서 작동됨으로써 날개의 상하 압력차에 의한 공기력보다도 날개의 고속회전이 매우 중요시 되고 압력으로는 10-1 Pa 이하의 분자영역에서 그 성능을 최고로 발휘 할 수 있다. 이러한 복합 펌프의 주요 장점은 다음과 같다. 1. 10-8 Pa (10-10torr)~10 Pa (1 torr) 까지 넓은 영역에서 배기가 가능하다. 2. 탄화수계의 대하여 높은 압축특성을 가지고 있고, 윤활유를 사용하지 않으므로 얻을 수 있는 진공상태가 고청정하다(oil free). 3. 정밀 5축제어 자기베어링으로 완전히 부상하여 회전함으로서 마모가 없고 진동이 최소화하였을 뿐만 아니라, 또한 운전음도 거의 없다. 4. 설치조건에 제한이 없고 고장이 거의 없다. 본 논문에서는 이러한 복합분자펌프의 개발을 위하여, 상기 연구기관에서 수행된 내용을 소개하고 있으며, 펌프 시스템의 기본 설계 및 자기베어링 시스템의 설계 결과 및 수치해석 결과를 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.19-19
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• 2010

복합분자펌프는 기존의 터보분자펌프 turbine blade에 spiral grooved를 추가하여 초고진공 ($10^{-8}Pa$)에서 저진공(330Pa)까지 넓은 압력범위에서 사용할 수 있고 이 펌프를 사용함으로서 완전 oil free한 진공시스템을 만들 수 있는 특징을 가지고 있다. 특히, 회전체를 비접촉으로 지지하는 자기베어링 방식을 적용함으로써, 진동은 극히 작고 베어링수명은 길면서 중저진공에 대한 배기속도가 크고 임의의 방향으로 접속이 가능하여 반도체 및 디스플레이 제조 공정과 같은 첨단산업의 다양한 분야에 쉽게 적용되고 있으며, 그 적용 분야와 시장은 계속 성장하고 있다. 고 진공과 배기 속도의 달성을 위해서, 고속으로 이동하는 격면과 기체분자를 충돌시켜, 기체 분자를 원하는 방향으로 유도하는 작동원리를 가지고 있다. 특히 공기분자의 밀도가 매우 낮은 희박가스 상태에서 고속 회전하는 blade로 공기분자를 쳐내면서 작동됨으로써 날개의 상하 압력차에 의한 공기력보다도 날개의 고속회전이 매우 중요시되고 압력으로는 $10^{-1}Pa$ 이하의 분자 영역에서 그 성능을 최고로 발휘할 수 있다. 이러한 복합 펌프의 주요 장점은 다음과 같다. 1. $10^{-8}\;Pa$($10^{-10}torr$)~10 Pa(1 torr) 까지 넓은 영역에서 배기가 가능하다. 2. 탄화수계의 대하여 높은 압축특성을 가지고 있고, 윤활유를 사용하지 않으므로 얻을 수 있는 진공상태가 고청정하다. (oil free) 3. 정밀 5축제어 자기베어링으로 완전히 부상하여 회전함으로서 마모가 없고 진동이 최소화 하였을 뿐 만 아니라, 또한 운전음도 거의 없다. 4. 설치조건에 제한이 없고 고장이 거의 없다. 본 논문에서는 이러한 복합분자펌프의 개발을 위하여, 상기 연구기관에서 수행된 내용을 소개하고 이으며, 진공펌프 블레이트 로터 회전체를 포함한 구조설계 및 해석결과와 5자유도 자기베어링 시스템을 이용한 기본 구동 결과를 나타내었다.