• 제목/요약/키워드: Combustion Gas

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연료 과농 가스발생기의 연소 안정성 특성 연구 (Combustion Stability Characteristics of Fuel-Rich Gas Generators)

  • 서성현;한영민;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.119-122
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    • 2007
  • 본 연구에서는 가스발생기의 연소 안정 특성을 파악하기 위해 실험적 방법을 적용하였다. 액체산소와 Jet A-1을 추진제로 사용하며 연료 과농 상태에서 작동하는 실험 가스발생기는 연소실 축 방향 공진 모드에 결합된 1200 Hz 대역의 고주파 연소불안정을 겪었다. 이 연소불안정의 발생 유무는 연소실 출구부의 음향 경계 조건과 화염의 열 발생 축 방향 위치에 매우 민감하게 반응하였다. 결과적으로 단일 분사기 노즐 크기 증가에 의한 화염의 축 방향 길이 증가는 연소안정성을 확연하게 향상시켰다.

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$CO_2$ 재순환형 산소연소 가열시스템개발에 관한 실험적 연구 (A Preliminary Experimental Study on the Development of Oxy-Fuel Combustion Heating System with $CO_2$ Recycle)

  • 이은경;고창복;장병록;한형기;노동순;정유석
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.69-74
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    • 2006
  • An Experimental study was conducted on $CO_2$ recycle combustion heating system using pure oxygen instead of conventional air as an oxidant, which is thereby producing a flue gas of mostly $CO_2$ and water vapor($H_2O$) and resulting in higher $CO_2$ concentration. The advantages of the system are not only the ability to control high temperatures characteristic of oxygen combustion with recycling $CO_2$. but also the possibility to reduce NOx emission in the flue gas. A small scale industrial reheating furnace simulator and specially designed variable flame burner were used to characterize the $CO_2$ recycle oxy-fuel combustion, such as the variations of furnace pressure, temperature and composition in the flue gas during recycle. It was found that $CO_2$ concentration in the flue gas was about 80% without $CO_2$ recycle, but increased to $90{\sim}95%$ with $CO_2$ recycle. The furnace temperature and pressure was decreased due to recycle and the NOx emission was also reduced to maintain under 100ppm.

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천연가스 혼합에 의한 디젤기관의 연소특성 (Diesel Engine Combustion Characteristics on the Natural Gas Mixing)

  • 박명호
    • 한국가스학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.9-12
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    • 2007
  • 본 연구에서는 디젤기관에서 배출되는 배출가스의 저감을 위하여 경유와 천연가스의 혼합비율이 서로 다르게 연료의 분사량을 조절 전부하 운전시의 토크값을 4:0, 3:1, 2:2및 1:3의 4종류로 설정 디젤기관의 연소특성을 살펴보았다. 엔진회전수의 변화에 의한 배출가스의 변화를 알아보기 위하여 회전수를 1500, 2000, 2500 및 3000 rpm으로 설정 NOx, 흑연, 일산화탄소 및 탄화수소의 배출농도값을 측정하였다. 그 결과 디젤연료만을 사용하였을 경우보다 천연가스를 혼합하였을 경우 NOx, 일산화탄소 및 탄화수소의 배출농도는 다소 증가하였으나, 흑연의 배출농도는 감소하는 경향을 나타내었다.

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불완전연소 가스발생기 연소특성 연구 (Combustion Characteristics of Fuel-rich Gas Generator)

  • 최호진;현형수;변종렬;박의용;윤현걸;임진식
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.375-378
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    • 2011
  • 덕티드로켓 추진기관에 사용되는 불완전연소 가스발생기를 설계/제작하고 연소시험을 수행하여 그 연소특성을 분석하였다. 추진시스템 설계요구조건을 바탕으로 가스발생기를 설계하고 산화제 함유량을 줄이고 금속연료 함량을 증가시킨 불완전연소용 고체연료 조성을 개발하여 가스발생기를 제작하였고, 이를 이용한 연소시험을 통해 다상 유동의 불완전연소 가스가 존재하는 가스발생기의 성능예측을 위해서는 별도의 해석기법이 요구됨을 확인하였다.

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예열공기온도와 희석비율에 따른 동축 확산 화염의 연소 특성 (Combustion characteristics of coaxial diffusion flame with preheated air temperature and dilution level)

  • 김진식;곽지현;전충환;장영준
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2001년도 제23회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.51-56
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    • 2001
  • An experiment using preheated air in the coaxial diffusion flame burner was carried out in order to decrease NOx emission and improve the thermal efficiency. Preheated air combustion generally produces high NOx emissions but it was known very well to reduce NOx emission by diluting the combustion air with inert gas in preheated air combustion. In our study, $N_2$ gas was used for diluent and propane was utilized for fuel. We set the combustion air temperature on 300K, 500K, 700K, 900K and dilution level from 21% to 10% in terms of oxygen concentration. NOx emission increased along increment of combustion air temperature and decreased along increment of dilution level(lowering of oxygen concentration in combustion air). Flame-off limit with dilution level enhanced, flame length became longer and the location of maximum flame temperature became lower with increasing of combustion air temperature.

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복합발전 가스터빈 연소기용 저선회 노즐의 연료 분사 위치에 따른 배기배출 및 연소진동 특성 (Emissions and Combustion Dynamics with Fuel Injection Position for Low-swirl Nozzles of Gas Turbine Combustor)

  • 황정재;이원준;김민국;김한석
    • 한국가스학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.37-44
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    • 2022
  • 본 연구에서는 SN(Swirl Number)는 같지만 코어부와 스월러부의 질량유량비(m)가 다른 저선회 노즐 2종을 설계하여 상압 연소성능 시험을 수행하였다. 각 노즐에 대해 단열화염온도에 따른 연소성능 실험을 수행하였고 화염구조 특성, NOx 배출 특성, 연소진동 모드를 파악하였다. 화염구조가 크게 차이가 있었지만 CO 배츨 특성은 유사하였고 NOx 배출 특성도 화염구조보다는 연소진동과 더 큰 관련성이 있음을 보였다. 연료노즐의 위치를 변경하여 대류지연시간을 조절하면서 연소진동 및 NOx 배출 특성을 파악하였는데 대류지연시간이 연소진동 주기의 (3+4n)/4±1/4 (n=0,1,2,...) 영역에 들어올 때 진소진동이 강하게 나타나고 반대의 경우는 연소진동이 아주 약하게 발생함을 확인하였다.

연료 과농 가스발생기의 연소 가스 물성치에 관한 연구 (Study on Combustion Gas Properties of a Fuel-Rich Gas Generator)

  • 서성현;한영민;김성구;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.118-122
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    • 2006
  • 액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 혼합비에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 Lox/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 전체 혼합비에 따른 연소 가스의 생성 온도를 계측하였다. 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 대표 값을 가지는 것으로 나타나, 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 것을 확인하였다.

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75톤급 액체로켓엔진용 가스발생기 후연소 시험설비 인증시험 결과 (Certification Test Result of After-burner Test Facility for Gas-generator of 75 tonf Class Liquid Rocket Engine)

  • 김채형;이광진;한영민;정용갑
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.91-97
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    • 2015
  • 75톤급 액체로켓엔진용 가스발생기 후연소 시스템 설비를 제작하였으며, 연소기 연소시험설비 시험장에서의 설비인증 시험을 통해 그 성능을 확인하였다. 후연소 설비인증 시험은 메탄과 산소의 공급성능, 가스발생기와 후연소 설비에 설치된 가스토치의 안정적인 연소 능력을 검증하는데 있다. 단독성능 시험에서 공급시스템은 감압 없이 일정한 압력으로 메탄과 산소를 공급했으며, 가스 토치 압력은 설계조건을 만족하였다. 가스발생기 점화용 가스토치와의 연계시험에서 가스발생기 점화 성능과 연료과농 배기가스의 후연소 성능에 관한 인증 시험을 성공적으로 수행하였다.

2영역 모델을 이용한 EGR사용 직접분사식 디젤엔진의 Nox생성예측 (Prediction of Nitric Oxide Formation Using a Two-Zone Model in a DI Diesel Engine)

  • 김철환;이진호;전광민;이교승
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권3호
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    • pp.390-401
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    • 2000
  • In this study, numerical calculation is carried out to investigate the influence of injection timing, fuel amount, intake $O_2$ concentration, and EGR on Nitric Oxide(NO) formation using a two-zone model in a diesel engine. Results can be summarized as follows. The NO formation is very sensitive to the burned gas temperature, so multi-zone model must be applied to combustion process to predict the burned gas temperature exactly. Since the burned gas temperature increases rapidly during the premixed combustion, most NO is formed within 20 crank angle degrees after ignition. As the injection timing is retarded, the combustion occurs later in the expansion process which causes the decrease of burned gas temperature and, as a result, NO formation decrease. The increase of fuel amount results in the increase of earlier formation of NO in the engine. As the intake $O_2$ concentration increases, the maximum pressure and burned gas temperature increase due to activate combustion. And, [O] mole fraction of equilibrium combustion products also increase. Therefore NO exponentially increases. If exhaust gas is recirculated, the burned gas temperature decreases which results in NO decrease. If exhaust gas is cooled, more NO can be decreased.

CNG엔진에서 합성가스 연료의 연소 및 배기 특성 평가 (Characteristics of Combustion and Emission for Synthetic Natural Gas in CNG Engine)

  • 이성원;임기훈;박철웅;최영;김창기
    • 한국가스학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.8-14
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    • 2015
  • 합성가스(SNG)는 석탄 가스화를 통하여 얻어지는 가스연료로서, 고유가로 인한 천연가스가격 상승을 대비할 수 있는 대체연료 중의 하나로 주목받고 있다. 본 연구에서는 메탄 90.95%, 프로판 6.05%와 수소 3%의 조성비를 갖는 SNG연료 모사가스와 압축천연가스 (CNG)를 11리터 급 CNG 엔진에 적용하여 연소 및 배기 특성을 비교실험 하였다. 연료공급시스템, 분사시기 등 엔진의 연소제어인자를 일정하게 하고 전부하 운전조건에서 엔진회전수 변화에 따른 출력, 열효율, 연소 안정성 및 배기특성을 비교하였다. 1260rpm, 전부하 운전조건에서 노킹특성도 분석하였다. SNG 연료를 사용했을 때 출력 저하 없이 연소안정성이 향상되어 열효율이 증가하였다. 질소산화물($NO_x$)의 배출은 CNG연료의 경우에 비해 증가되었으나 이산화탄소($CO_2$)의 배출은 감소하였다. SNG 연료를 이용하여 운전할 경우 내노킹성이 향상되었다.