• 제목/요약/키워드: EINO

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비예혼합 화염에서 음향 가진이 연소 배출 특성에 미치는 영향 (Effects of acoustic excitation on the combustion emission characteristics of a non-premixed flame)

  • 이기만;박정;조한창
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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    • pp.878-883
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    • 2001
  • The effects of external excitation with various frequencies and amplitudes on the flame behavior and pollution emission characteristics from a laminar jet flame are experimentally investigated. Measurements of $NO_{x}$ emission indices($EINO_{x}$), performed in unconformed and vertical lifted flame at resonance frequency by strong excitation, have been conducted experimentally. It was also conducted to investigate the effects of excited frequency on $NO_{x}$ emissions with a various frequency ranged 0Hz to 2kHz. From the vertical lifted flame like turbulent of the excited jet with resonance frequency was shown that the dependence of $NO_{x}$ emission could be categorized into three groups: Group 1 of intermediate flame length and relative narrow flame volume yielding low $NO_{x}$ emission, Group 2 of short flame length but large flame volume yielding high $NO_{x}$ emission and Group 3 of long flame length with low temperature contours yielding high $NO_{x}$ emission.

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다공성 세라믹 매트를 이용한 복사버너에서의 연소라디칼 특성과 배기배출물에 관한 연구 (A Study of Characteristics of Combustion Radical and Exhausted Emissions in a Radiant Burner with Porous Ceramic Mat)

  • 김영수;조승완;김규보;장영준;전충환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권6호
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    • pp.539-546
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    • 2007
  • An experimental study was performed to investigate the characteristics of chemiluminescence in a radiant burner, varying the excess air ratio from 0.91 to 1.67 at firing rate 80.5 to 134.2 kW/m2 on $OH^*,\;CH^*,\;{C_2}^*$ in LNG-Air premixed flames. The signals from electronically excited states of $OH^*,\;CH^*,\;{C_2}^*$ were detected using a Intensified Couple Charged Detector (ICCD) camera. The measurements of exhausted emission were made to investigate the correlation between chemiluminescence and emissions. The chemiluminescence intensity was increased with increase of firing rate like characteristics of $NO_x$ emission. $NO_x$ also increased with increase of firing rate and excess air ratio. It is found that offset of firing rate is more dominant excess air ratio $NO_x$ emission. The maximum chemiluminescence intensity occurs near the stoichiometric excess air ratio or lean conditions in case of high firing rate and the maximum intensity occurs rather than rich conditions in case of relatively low firing rate. Amount of $NO_x$ emission is maximum at near stoichiometric excess air ratio, which is chemiluminescence intensity is maximum.

DME/Air 비예혼합화염의 NOx 생성 특성에 관한 기초 연구 (Fundamental Studies on NOx Emission Characteristics in a Dimethyl Ether/Air Nonpremixed Flame)

  • 김태현;김종현;이창언
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.1973-1978
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    • 2008
  • The NOx emission characteristics of DME in counterflow nonpremixed flames were investigated numerically, and brief experiments were carried out to compare the flame shapes and NOx emissions with those of $C_3H_8$ and $C_2H_6$. The DME flames were calculated using Kaiser's mechanism, while the $C_2H_6$ flames were calculated using the $C_3$ mechanism. These mechanisms were combined with the modified Miller-Bowman mechanism for the analysis of NOx. Experimental results show that DME flame has the characteristics of partial premixed flame and the flame length becomes very shorter compared with general hydrocarbon fuels and then, the NOx emission of DME is low as much as 60% of $C_3H_8$. In the calculated results of counterflow nonpremixed flames, the EINO of DME nonpremixed flame is low as much as 50% of the $C_2H_6$ nonpremixed flame. The cause of $EI_{NO}$ reduction is attributed mainly to the characteristics of partial premixed flame due to the existence of O atom in DME and partly to the O-C bond in DME, instead of C-C bond in hydrocarbon fuels.

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산소부화된 자유롭게 전파하는 CH4/O2/N2예혼합화염의 화염구조 (The Flame Structure of Freely Porpagating CH4/O2/N2Premixed Flames on the O2Enrichment)

  • 이기용;남태형;유현석;최동수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권4호
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    • pp.555-560
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    • 2002
  • Numerical simulations of freely propagating flames burning stoichiometric CH$_4$/O$_2$/$N_2$mixtures are performed at atmospheric pressure in order to understand the effect of the $O_2$enrichment level on CH$_4$/Air flame. A chemical kinetic mechanism is employed, the adopted scheme involving 54 gas-phase species and 632 forward reactions. The calculated flame speeds are compared with the experiments for the flames established at several $O_2$enrichment level, the results of which is in excellent agreement. As a result of the increased $O_2$enrichment level from 0.21 to 1, the mole fraction of CO in the burred gas is increased. The flame speed and the temperature in the burned gas are also increased, but the thickness of the flame is severely shrunken in the preheat region. The maximum of the calculated EINO is obtained around 0.6 and 0.7 of the $O_2$enrichment level in cases of flames for fuel-lean mixtures.

대향류 화염에서 FGR이 적용된 저공해 연소의 수치적 해석: Part II. NOx 생성기구 분석 (Numerical Investigation of Low-pollution Combustion with applying Flue Gas Recirculation in Counterflow Flames: Part II. Analysis of NOx formation mechanism)

  • 조서희;김경모;이기만
    • 한국가스학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.39-47
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    • 2020
  • 배기가스 재순환(flue gas recirculation, 이하 FGR)은 질소산화물 저감에 효과적인 연소 기법으로 저공해 연소 분야에 다양하게 응용되고 있다. 이전 연구에 이어서 메탄/공기 대향류 예혼합화염에 FGR 기법 적용 시 나타나는 화염의 특성 변화 및 NOx 생성기구를 파악하기 위한 수치해석이 진행되었다. 배출되는 질소산화물(NOx)은 4가지 주요 반응경로(열적 NO, prompt NO, N2H 및 N2O)로 구분하여 배기가스 재순환율에 따른 각 NO 생성률을 상대적으로 나타내었다. 그 결과 열적 NO가 전체 NO 형성에 가장 크게 차지한 반면 N2H의 영향은 미미하였다. 또한, 열적 NO의 기여를 검토하기 위하여 본 연구에 사용된 반응기구(UC San Diego mechanism)를 수정하여 재순환율 증가에 따른 NO 배출지수(EINO)를 비교하였다.

대향류 확산 화염 모델에서의 압력 및 산소분율에 따른 연소 특성 변화에 관한 수치해석 연구 (Numerical Study of Combustion Characteristics by Pressure and Oxygen Concentration in Counter-Flow Diffusion Flame Model)

  • 박진제;이영재
    • 청정기술
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    • 제27권1호
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    • pp.93-103
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    • 2021
  • 기후변화 대응과 탄소배출 저감에 대한 심각성 및 필요성이 중요시 되면서 세계 각국은 온실가스를 감축하고자 하는 노력을 지속하고 있다. 다양한 노력들 중 탄소기반 연료 사용 시 발생되는 이산화탄소를 포집하여 활용하는 CCUS에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 관점에서 CCUS와 함께 활용될 수 있는 가압 순산소 연소에 대한 연구도 여러 연구자들에 의해 진행되고 있다. 본 연구는 가압 순산소 연소의 화염 구조와 오염물질 배출과 관련된 기초적인 정보를 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 대향류 확산 화염 모델을 이용하여 압력 및 산소분율에 따른 연소의 특성을 분석한 결과, 압력이 높을수록 화학 반응의 활성화로 인한 반응율의 증가로 연소 온도가 증가하고 화염두께는 감소한 반면, 산소분율이 높을수록 반응율 증가 및 산화제 운동량 변화에 따른 확산의 영향으로 연소 온도 및 화염두께 모두 증가하였다. 이와 관련된 열방출 반응을 3가지 구간으로 구분하여 분석한 결과, 특히 산소분율이 증가할수록 산화제 측면에서 나타나는 화학 반응이 혼합분율에 따라 크게 두 개의 영역으로 세분화되는 특성이 나타났다. 또한, NO의 생성 메커니즘에 따라 구분된 배출지수(EINO)를 분석하였고, 각 해석 조건에 따른 NO의 생성 경향을 제시하였다.