• 대한기계학회논문집B
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• 제31권6호
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• pp.547-557
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• 2007

This study was conducted to investigate the flow and combustion characteristic of the experimental burner which was manufactured for the reflection of the oven and broil burner features. As slot shape, spacing between slots, and slot arrangement of the exit area which emits the mixing gas are different in case of oven burners and broil turners, the purpose of this study is to know the affection of the flame interaction and combustion characteristic according to the change of shape factors such as slot shape, slot arrangement, and slot-to-slot spacing. With no relation of the slot shape, as the spacing between slots became narrow, the occurrence of a lift-flame was delayed. So the combustion was possible in the leaner region, but the appearance of yellow-tip became a little fast. Slit slot port had the broadest operating range among the other slot shapes. Specially, from the side of lift-flame, as the jet that spreads downstream in the longitudinal slot was nearly circular just a few slot lengths away from the orifice, slot-to-slot spacing of the Slit port was closer than the other ports. These results could be expected through the computer numerical method and had a good agreement. As the spacing between slots increased, in case of Slit and Mix port, NOx emission rate was constant or decreased, but the NOx emission of Hole port was increased. CO emission rate of Slit and Hole port was increased as the slot-to-slot spacing was broadened.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권12호
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• pp.1193-1199
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• 2012

액체연료를 사용하는 풀화재에서 화염불안정성에 대하여 산화제 유속변화와 농도변화의 효과를 알아보기 위해 컵버너 실험을 수행하였다. 연료는 헵탄을 사용하였고, 산화제는 공기에 질소와 이산화탄소를 희석하였다. 소화근처에서 축방향 및 화염 밑면에서 두 가지 형태의 대표적인 불안정성이 관찰되었다. 화염 밑면에서 발생되는 불안정성은 셀, 스윙, 회전 모드로 특성화 할 수 있고, 산화제의 유속이 증가할수록 모든 불활성 기체에서 셀, 스윙 모드에서 회전모드로 천이하였다. 이러한 화염밑면 불안정성에 영향을 미치는 변수들을 파악하기 위하여 초기혼합률, Le 수, 단열화염온도에 대해서도 함께 조사되었다. 이 중 Le 수가 불안정성 모드와 가장 큰 상관관계를 보이고 있지만 보다 정확한 관계를 규명하기 위해서는 더 많은 실험조건에서의 결과가 요구된다. 또한, 소화농도근처의 화염에서는 유속이 작거나 큰 경우에는 축방향 주기적인 진동불안정성이 나타나지 않고, 적절한 산화제 속도 영역에서만 관찰된다. 이는 작은 유속에서는 증발하는 연료속도가 임계유속이하이며, 큰 유속에서는 반응중인 연료유속과 산화제 유속이 유사하기 때문으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권12호
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• pp.1750-1757
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• 2003

This paper describes the flow measurements inside the blade passage of an axial flow fan by using a rotating hot-wire probe sensor from a relative flame of reference fixed to the rotor blades. The validity of fan rotor designed by a streamline curvature equation was performed by the measurement of the three-dimensional flow upstream and downstream of the fan rotor using a 5-hole pitot tube. The vortical flow structure near the rotor tip can be clearly observed by the measurements of a relative velocity and its fluctuation on quasi-orthogonal planes to a tip leakage vortex. Larger vortical flow, which results in higher blockage in the main flow, is formed according to decrease a flow rate. The vortical flow spreads out to the 30 percent span from the rotor tip at near stall condition. In the design operating condition, the tip leakage vortex is moved downstream while the center of the vortex keeps constant in the spanwise direction. Detailed characteristics of a velocity fluctuation with relation to the vortex were also analyzed.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.215-220
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• 2011

산업용 보일러의 열효율을 높이고 체적을 줄이기 위하여 0.5 t/h 급 무연소실 보일러를 개발하였다. 별도의 연소실이 없이 증발관이 화염에 노출된 구조에서 화염 안정성을 확보하기 위하여 금속섬유버너를 채택하였다. 증발관은 관군의 형태로 버너 하류에 배치되고 하류에 설치된 증발관에는 휜을 설치하여 열교환 면적을 확보하였다. 무연소실 보일러는 관군에 대한 열전달 관계식으로부터 설계하였고 본 연구에서는 시제품에 대한 실험 및 보일러 내부의 유동 및 열전달에 대한 수치해석을 수행하여 관군에 대한 관계식을 적용한 설계와 비교하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.303-308
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• 2006

HyShot 스크램제트 엔진의 연소 특성을 살펴보기 위해 수치해석을 수행하였다. 고도, 받음각, 당량비는 각각 28km, $0^{\circ}$, 0.426으로 주어졌다. $H_2$ 및 OH 질량 분율로부터 분사기 상류 재순환 영역의 화염지지기구 역할 및 주된 연소가 카울로부터 15cm 후방에서 시작됨을 알 수 있었다. 2차원 해석은 HyShot 스크램제트 엔진의 연소기 내부 압력을 비교적 잘 모사하고 있으며, 또한 주기적 연소 특성을 보여준다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.71-74
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• 2007

희박 예혼합 스월 연소기의 난류 연소와 화학반응간의 간섭 메커니즘을 파악하기 위하여 Large Eddy Simulation(LES)을 수행하였다. 난류 화염의 유동 특성을 자세히 살펴보기 위하여 비정상 난류 연소 수치해석 기법을 적용하여, 약간의 연료 덩어리가 일차연소영역(Primary combustion zone)에서 빠져나와 선회 방향으로 흘러 국부적 핫스팟(hot spot)을 발생시키며, 이는 large vortical structure를 만들어 내는 것을 관찰 할 수 있었다. 압력변동과 비정상 열 방출 사이의 관계는 공간 및 시간적 Rayleigh parameter에 의해 고찰되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권8호
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• pp.788-795
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• 2006

From the view of the environmental protection against the use of fossil fuels, the great of efforts have been exerted to find an effective method which is not only pollutant reduction but also high thermal efficiency. Reburning is a useful technology in reducing nitric oxide through injection of a secondary hydrocarbon fuel. In this paper, an experimental study has been conducted to evaluate the hybrid effects of reburning and selective non-catalytic reaction (SNCR) on $NO_x/CO$ reduction from oxygen-enriched LPG flame. Experiments were performed in flames stabilized by a co-flow swirl burner, which was mounted at the bottom of the furnace. Tests were conducted using LPG gas as main fuel and also as reburn fuel. The paper reported data on flue gas emissions, temperature distribution in furnace and various heat fluxes at the wall for a wide range of experimental conditions. Overall temperature in the furnace, heat fluxes to the wall and $NO_x$ generation were observed to increase by oxygen-enriched combustion, but due to its hybrid effects of reburning and SNCR, $NOx/CO$ concentration in the downstream has considerably decreased.

• 대한환경공학회지
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• 제31권6호
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• pp.442-448
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• 2009

예혼합 분무화염의 유적군 연소 기구를 평가하기 위하여 레이저 가시화법, MICRO (multi-color integrated Cassegrain receiving optics) 및 PDA (phase Doppler anemometer) 광학계측 시스템을 이용하여 동시 시계열 계측을 실시하였다. 또한 유적군의 군연소수를 실험적으로 산출하여 이론해석에 적용하였을 경우 실제로 관찰되는 군연소 형태와 일치하는지에 대하여 검토하였다. 유적군 단면화상에 의해 확인된 모든 유적군에 대하여 실험적으로 군연소수 $G_c$를 산출한 결과 주로 내부 군연소와 외부 군연소로 분류되었으며 이론해석과 일치하였다. 또한 실제 관찰된 군연소 형태와 그 유적군의 군연소수를 이론해석에 적용한 경우에 군연소 형태가 일치하는 경우와 일치하지 않는 경우가 있었다. 일치하지 않는 원인은 군연소수를 유적의 기하학적 배치만으로 결정한 것이나 현상의 3차원성이 측정 결과에 영향을 미친 것이라고 생각되어진다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.603-607
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• 2011

V-gutter형 보염기가 장착된 모델 연소기에서 연소불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 역화 및 재점화 구조를 조사하였다. 연소기는 단면이 $40{\times}40mm$인 긴 덕트 형태이며 연료는 천연도시가스(CNG)를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측을 하였다. 연소불안정이 발생하면 화염의 역화가 발생하며, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염면이 형성된다. 흡입되는 혼합기의 속도가 증가하면서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리게 되고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 재순환 영역으로 혼합기가 유입되면서 재점화가 이루어지는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권7호
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• pp.486-494
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• 2009

One-dimensional modeling of $CH_4$/air premixed flame was conducted to validate the heat loss model and investigate NOx formation characteristics in the postflame region. The predicted temperature and NO concentration were compared to experimental data and previous heat loss model results using a constant gradient of temperature (100 K/cm). The following conclusions were drawn. In the heat loss model using steady-state heat transfer equation, the numerical results using the effective heat loss coefficient ($h_{eff}$) of $1.0\;W/m^2K$ were in very good agreement with the experiments in terms of temperature and NO concentration. On the other hand, the calculated values using the constant gradient of temperature (100 K/cm) were lower than that in the experiments. Although the effects of heat loss suppress NO production near the flame region, a significant difference in NO concentration was not found compared to that under adiabatic conditions. In the postflame region, however, there were considerable differences in NO emission index as well as the contribution of NO formation mechanisms. In particular, in the range of ${\phi}\;{\geq}\;0.8$, the prompt NO mechanism plays an important role in the NO reduction under the adiabatic condition. On the other hand, the mechanism contributes to the NO production under the heat loss conditions.