• 한국해양공학회지
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• 제22권3호
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• pp.82-88
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• 2008

The diesel engine of the merchant ship has been aperated in severe environments more and more, because the temperature of the exhaust gas of a combustion chamber is getting higher and higher with increasing use of heavy oil of law quality, due to the significant increase in the price of oil in recent some years. As a result, the degree of wear and corrosion between exhaust valve and seat ring is more serious compared to other engine parts. Thus the repair welding of exhaust valve and seat ring is a unique method to prolong the life of the exhaust valve, from an economical point of view. In this study, the corrosion property of both weld metal and base metal was investigated using electrochemical methods such as measurement of corrosion potential, cathodic and anodic polarization curves, cyclic voltammogram, and polarization resistance in 5% H2SO4 solution. The test specimen was a part of an exhaust valve stem being welded as the base metal, using various welding methods. In all cases, the corrosion resistance as well as hardness of the weld metal zone was superior to the base metal. In particular, plasma welding showed relatively good properties for both corrosion resistance and hardness, compared to other welding methods. In the case of DC SMAW (Shielded metal arc welding), corrosion resistance of the weld metal zone was better than that of the base metal, although its hardness was almost same as the base metal.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.63-68
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• 2011

합성가스는 Biomass, 석탄, 폐기물 등의 가스화 공정을 통해 얻을 수 있는 대표적인 대체연료로 저발열량에도 불구하고 수소가 포함되어 있기 때문에 이를 엔진에 적용하여 에너지를 생산하고자 하는 노력이 계속되어 왔다. 하지만 연료 조성 측면에서 합성가스는 가스화 원료의 종류에 따라 합성가스 내의 수소 함유량이 달라지는데, 이러한 함량 변화는 수소의 좋은 연소특성으로 인해 엔진 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 이번 연구에서는 다양한 수소 분율을 갖는 합성가스를 동일 발열량 및 유량 조건에서 모사하고 이를 이용하여 연료 내 수소 비율(vol %)이 연소특성에 주는 영향을 파악하였다. 실험 결과로 각 수소 함량에 따른 최적 점화시기를 결정하였으며, 수소 비율의 변화가 연소특성, 엔진 출력, 효율, 배기 성능에 미치는 영향을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.153-159
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• 2010

가스터빈 연소기의 화염 특성을 알기 위하여 분할 연소기 시험을 수행하였다. 점화시험은 여러 가지 연소기 유입 공기속도와 공기과잉율에 따라 토치 점화장치를 이용하여 수행되었다. 또한, 연료를 충분히 공급한 상태에서 점화를 수행한 후 점차 연료량을 감소시켜가며 희박연소한계를 측정하였다. 실험 결과, 공기과잉율 6에서 안정한 점화를 보였고 이 값은 연소기 공기 유입속도에 따라 점점 증가함을 보였다. 최소 실화한계는 연소기 공기 유입속도 40 m/s에서 약 4였고, 이 값은 연소기 공기유입속도에 따라 약 10까지 증가함을 보였다. 화염특성 시험결과, 화염안정성은 연소기 유입속도가 커질수록 희박화염소실한계는 넓어짐을 알 수 있었고, 연소기 유입 공기속도가 약 65 m/s에서 가장 큰 화염소실한계를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.121-131
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• 2013

V-거터형 보염기가 장착된 덕트형 연소기에서 연소 불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 동특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측과 PIV 기법을 사용하였다. 연소 불안정이 발생하면 연소기 내부의 압력 구배에 변화가 생기면서 화염의 역화 현상이 일어나고, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 역화의 진행거리와 구조에 따라 불안정 화염을 세 가지 유형으로 분류하였다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 특이한 화염 구조를 관측할 수 있었다. 순압력 구배에서 역화 되었던 화염면은 후류로 밀리고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 와류로 인하여 재안정화가 이루어지는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2198-2203
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• 2008

Hydrogen which can be produced through reforming process of hydrocarbon fuel is supplied into anode side of fuel cell system. In the fuel cell, only 70% of hydrogen is consumed through electrochemical reaction and 30% hydrogen passed by as anode off gas. When electrical output of fuel cell is within range of 1.0 to 3.0kW, burner for the reformer uses only anode off gas. And it uses mixture gas of anode off gas and LNG within range of 3.5 to 5.0kW in electrical output. CHEMKIN 4.1 program's Premixed code was used for calculating the properties of each gas. Results show that burning velocity and adiabatic flame temperature are 34.4cm/s, 1681.7K at equivalence ratio 0.8 within range of 1.0kW to 3.0kW and for cases of 3.5kW, 5.0kW, of electrical output, burning velocity and adiabatic flame temperature represent 30.5, 29.8cm/s and 1722.8, 1750K respectively. CO shows the lowest emission index at equivalence ratio 0.8 and NOx reveals the highest emission index at equivalence ratio 1.

• 플랜트 저널
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• 제8권4호
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• pp.34-39
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• 2012

석탄화력발전소에서 저품위탄 연소시 통풍저항 변화로 인해 승압송풍기의 운전점에 영향을 주는 것을 분석하여 현재운전점 대비 실속시점을 예측하였다. 연료의 발열량이 낮을수록 통풍저항 증가 속도가 빨라지며, 통풍저항과 승압송풍기의 운전점과는 강한 상관관계가 있음을 확인하였다. 발열량이 낮을수록 통풍저항이 빨리 상승하며 이는 곧 승압송풍기의 운전점이 설계탄 대비해서 실속 한계운전점에 빨리 도달하게 된다. 이를 근거로 현재운전점 대비 한계운전점까지의 운전여유분과 발열량별 통풍저항 증가 속도를 계산하여 실속시점을 예측할 수 있어 송풍기 실속으로 인한 발전출력의 감소나 운전정지에 대비한 정비계획 수립 등 안정운전에 많은 도움이 될 것으로 예상한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.734-741
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• 2004

Boundary layer ingestion in airframe-integrated scramjet engines causes engine stall (“engine un start” hereafter) and restricts engine performance. To improve the unstart characteristics in engines, boundary layer bleed and a two-staged injection of fuel were examined in Mach 4 and Mach 6 engine tests. A boundary layer bleed system consisting of a porous plate, an air coolers, a metering orifice and an ON/OFF valve, was designed for each of the engines. First, a method to determine bleed rate requirements was developed. Porous plates were designed to suck air out of the Mach 4 engine at a rate of 200 g/s and out of the Mach 6 engine at a rate of 30 g/s. Air coolers were then optimized based on the bleed airflow rates. The exhaust air temperature could be cooled below 600 K in the porous plates and the compact air coolers. The Mach 4 engine tests showed that a small bleed rate of 3% doubled the engine operating range and thrust. With the assistance of two-staged fuel injection of H2, the engine operating range was extended to Ф0.95 and the maximum thrust was tripled to 2560 N. The Mach 6 tests showed that a bleed of 30 g/s (0.6% of captured air in the engine) extended the start limit from Ф0.48 to Ф1 to deliver a maximum thrust of 2460 N.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.425-434
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• 2010

Integrated gasification combined cycle (IGCC) is an efficient and environment-friendly power generation system which is capable of burning low-ranked coals and other renewable resources such as biofuels, petcokes and residues. In this study some process modeling on a conceptual entrained flow gasifier was conducted using the ASPEN Plus process simulator. This model is composed of three major steps; initial coal pyrolysis, combustion of volatile components, and gasification of char particles. One of the purposes of this study is to develop an effective and versatile simulation model applicable to numerous configurations of coal gasification systems. Our model does not depend on the hypothesis of chemical equilibrium as it can trace the exact reaction kinetics and incorporate the residence time calculation of solid particles in the reactors. Comparisons with previously reported models and experimental results also showed that the predictions by our model were pretty reasonable in estimating the products and the conditions of gasification processes. Verification of the accuracy of our model was mainly based upon how closely it predicts the syngas composition in the gasifier outlet. Lastly the effects of change oxygen are studied by sensitivity analysis using the developed model.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.210-222
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• 2020

Hydrogen is evaluated as one of new energy sources that can overcome the limitations and pollution problems of conventional fossil fuels. Although hydrogen is free from CO₂, attention is required in NOx emission and flame stability in order to use hydrogen in existing gas fuel system. This study investigates the differences in operating characteristics and its problems to be modified when the hydrogen is used as fuel for existing domestic boilers and new heat recover boilers with water spray. When the hydrogen is used in domestic boilers, the efficiency is about 6-7% lower than methane due to higher partial vapor pressure in the exhaust gas at usual operating conditions above 60℃ in combustion chamber outlet temperature. On the other hand, the heat recovery boiler with water spray (HR-B/WS-X) is expected to achieve up to 95% efficiency, which is 12% more efficient than conventional boilers. It can also significantly reduce NOx emission by lowering the flame temperature.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.553-561
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• 2017

본 연구에서는 산업용 가열 설비에 대한 연소 유동장과 복합 열전달 해석을 위하여 오픈소스 기반의 3차원 해석 시스템을 구축하고 실제 운전 중인 재가열로에 대한 해석을 통해 유용성을 확인하였다. 효율적인 가열로 전용 해석 체계를 위하여 오픈소스 OpenFOAM 라이브러리를 적용함으로써 다양한 해석 기능들을 추가로 개발할 수 있는 확장성과 상용 프로그램 도입에 비하여 경제성 측면에서도 장점들을 가지고 있다. 개발된 프로그램을 활용하여 실제 연속 아연 도금 강판 생산 공정 내의 수평형 소둔로에 대한 해석을 수행하였다. 해석 결과로부터 대상 가열 설비의 가열 성능은 고온 연소 기체에 의한 대류 보다는 복사 열전달 효과가 지배적이며, 이송되는 강판 표면으로 유입되는 복사 열전달량은 총 열전달량의 76% 수준으로 분석되었다. 현 가열로 전용 해석 시스템은 핵심적인 가열 설비 해석 기능을 포함하고 있지만, 다양한 연소 조건에 적용 가능한 난류 연소 모델과 가열로 벽면 열경계에 대한 추가적인 연구가 필요함을 확인하였다.