• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.263-266
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• 2009

본 연구는 GE 7FA+e DLN 2.6 가스터빈 연소기를 축소 제작한 모형 가스터빈 연소기의 연소 동특성 및 연소불안정 현상을 알아보고 위해 진행되었다. 모형 연소기에 사용된 연료노즐은 1/3 크기로 상사하여 제작되었으며, 실제 연료노즐과 동일한 2단 스월러(swirl vane)를 가지고 있다. Plenum과 연소기의 형상은 실 가스터빈과 유사한 음향학적 특성을 가질수 있도록 설계되었다. 실험은 공기온도 $200{\sim}400^{\circ}C$, 대기압, 노즐출구 속도 $30{\sim}75\;m/s$, 당량비 $0.4{\sim}1.2$, 연소실 길이 $375{\sim}700\;mm$,에서 이루어졌으며, 그 결과 소염영역 근처의 저 당량비 영역과 당량비 1.1 이상인 연료 과농 상태에서 연소 불안정 현상이 관찰 되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.53-59
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• 2019

연소실 내부의 연료 분포를 실시간으로 측정하는 목적을 가진 소형화 장비인 LIBS plug가 개발 및 제작 되었다. LIBS plug는 레이저 유도 플라즈마 분광분석법 (Laser-induced breakdown spectroscopy : LIBS)를 응용한 장비로, 기존의 LIBS 결과인 전체 스펙트럼에서 당량비와 깊게 관여하는 두 개의 파장(H: 656.3 nm, O: 777 nm)만을 선정하여 측정할 수 있도록 하였다. 렌즈와 밴드패스 필터, 포토다이오드로 구성된 본 장비로 수집한 결과에 대한 분석이 이루어졌으며, 액체(가솔린)와 기체(LPG) 연료와 공기의 혼합물에서의 당량비 측정이 이루어졌다.

• 에너지공학
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• 제3권1호
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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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.231-235
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• 2009

본 연구의 목적은 실제로 서인천 발전본부에서 운용하고 있는 GE 7FA+e DLN 2.6 가스터빈 연소기의 연소특성과 배기배출물에 대한 제어 연구를 소개하고 모형 가스터빈 연소기의 연소동특성 및 연소불안정 현상을 확인하고자 한다. 모형 연료노즐은 실제의 1/3 크기로 상사하여 제작되었고, 실제 노즐과 동일한 각도의 2단 스월러(swirl vane)를 가지고 있다. Plenum과 연소기의 형상은 실 가스터빈과 유사한 음향학적 특성을 가질 수 있도록 설계되었고 실험은 공기온도, 노즐출구 속도, 당량비, 연소실 길이를 변수로 이루어졌으며, 그 결과 연소실의 연소불안정 mode는 각각의 실험 변수에 따라서 연소실의 공진주파수의 영향, 연소온도와 공기-연료 혼합기 분포에 의해서 mode가 전이되는 현상을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1311-1317
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• 2001

To investigate only the effects of the stratified mixture distribution on initial flame propagation and combustion characteristics, the instantaneous equivalence ratio in the spark plug gap and combustion pressure were measured simultaneously In a constant volume chamber, To induce the stratified propane-air mixture distribution near the spark plug, counter-flow typed mixture injection system was used under the constant mean equivalence ratio $\Phi$$\_$mean/= 1.0 The instantaneous equivalence ratio was measured by a single-shot Raman scattering with narrow-band KrF excimer laser. The measuring error was within the limit of $\pm$ 3.5% provided that the proposed method was applied to the measured Raman signals. Judging from mass fraction burned derived from the measured pressure, the optimum combustion characteristics were shown under the condition that the local equivalence ratio in the spark plug was near 1.28$\pm$0.04, and these characteristics were more remarkable at the initial stage of combustion.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.83-88
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• 2003

Measurements on the combustion characteristics of dimethyl ether(DME:$CH_3$O$CH_3$) as compared with LPC in constant volume combustion chamber have been conducted. The DME is a good alternative fuel having oxygen component in fuel. To elucidate the combustion characteristics of dimethyl ether as a fuel, the combustion pressures, combustion durations, and pollutants(NOx, $CO_2$, CO) are measured with equivalence ratios(Ø), and initial Pressures of fuel-air mixture. In the case of DME, the NOx concentration peaks in leu flame Ø = 0.85~0.9, and $CO_2$ concentration peaks at Ø=1.1, while the CO concentration abruptly rises at the condition of fuel-rich mixtures.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.75-83
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• 2012

반밀폐된 구획에서 발열량 변화에 따른 환기부족화재의 비정상 열 및 화학적특성에 관한 실험적 연구가 수행되었다. 이를 위해 실규모 ISO 9705 표준화재실의 출입구 폭이 0.1 m로 축소되었으며, 구획 중앙에 설치된 분사노즐을 통해 헵탄 연료의 유량은 선형적으로 증가되었다. 구획 내부의 온도, 열유속, 화학종농도 그리고 발열량의 연속적 측정이 이루어졌으며, 비정상 열 및 화학적특성을 표현하기 위하여 총괄 당량비의 개념이 적용되었다. 주요 결과로서, 총괄 연소효율과 구획 내부의 국부 연소효율은 시간에 따라 매우 다른 결과를 보이며, 이론과 측정된 발열량을 통한 총괄 당량비 역시 큰 차이를 보이게 된다. 온도, 열유속 및 화학종 농도의 시간에 따른 변화는 총괄 당량비 개념를 통해 표현될 수 있었다. 구획 내부에서 CO의 농도는 총괄 당량비 2.0~3.0의 범위에서 최대값을 보이며, 보다 과농한 조건에서 점차적으로 감소되는 현상이 발견되었다. 추가로 본 실험을 통해 얻어진 반밀폐된 구획화재의 비정상 열 및 화학적 거동은 향후 현실적인 화재 모델링을 위한 검증 데이터로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.846-855
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• 1987

본 연구에서는 실용적 설계및 이론해석에 필요한 동적 거동에 관한 현상규명 및 기초자료를 제공하기위해, 기하학적 형상변화에 따른 맥동연소의 안정성 및 흡입공 기량의 측정을 통한당량비의 범위를 관찰하고, 연소실과 배기관, 공기유입관, 연료노 즐실에서의 압력을 각각 동시측정해서 동적거동에 관해 고찰하고, 작동주파수에 관한 간단한 실험식의 확립과 추력성능에 관한 실험을 행했다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권1호
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• pp.37-47
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• 2002

Recently gasoline direct injection method has been applied to gasoline engine to reduce fuel consumption rate by controlling fuel air mixture on lean condition by means of stratified charging, and to reduce simultaneously. Pollutant emissions especially NOx and CO by lowering the combustion temperature. But difficulty of controling local fuel air ratio at ignition area in flammability limit unavoidably appeared, because it is merely controlled by injection timing with spatial and temporal distribution of fuel mixture. In this study, the authors devised a uniquely shaped combustion chamber so called three-chamber GDI engine, intended to keep the more reliable fuel air ratio at ignition area. The combustion chamber is divided into three regions. The first region is in the rich combustion division, where the fuel is injected from the fuel injection valve and ignited by the spark plug. The second region is in the lean combustion division, where the combustion gas from the rich combustion division flows out and burns on lean condition. And the last region is in the main combustion division ie in the cylinder, where the gas from the above two combustion divisions mixed together and completes the combustion during expansion stroke. They found that the stable range of operation of three-chamber GDI engine on low-load condition exists in the lean area of average equivalence ratio. And they also found that the reformed engine reveals less specific fuel consumption and less pollutant emissions compared with conventional carburettor type gasoline engine.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.19-26
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• 2000

This paper presents the effects of initial pressure of mixture on CO, $CO_2$ and NOx emissions in constant volume combustion chamber. The CO, $CO_2,O_2,N_2$ concentrations in the chamber are determined by thermal conductivity detection (Gas-chromatograph) wile the NOx concentration is measured by chemiluminescent detection (NOx Analyser). Methane-air mixture is used as premixed fuel and the measurements are taken with equivalence ratios($\phi$) varing from 0.6 to 1.3, and initial pressures of methane-air mixture varing from 0.1MPa to 0.8MPa in constant volume combustion chamber. The NOx concentration steadily increases with increasing equivalence ratio, peaks in lean flame ($\phi$=0.85~0.9), and then rapidly decreases. However, as the initial pressure of mixture is increased, the equivalence ratio corresponding to the point of peak [NOx] shifts towards leaner conditions. This is caused by a similar shift in the peak [CH], which is caused by the variation with pressure and equivalence ratio of the rate of CH production from $CH_2$ and OH. The maximum combustion pressure peaks at $\phi$ =1.05 and the $CO_2$ concentration peaks at $\phi$=0.95~1.0 while the CO concentration rises sharply at the condition of fuel-rich mixtures. This is caused by complete combustion at $\phi$=0.95.