• 제목/요약/키워드: Equivalence Ratio

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밀폐공간에서 가스폭발에 의한 개구발생 후의 압력변화에 대한 해석 (Analysis of the Pressure Behavior with the Partial Rupture in Closed Vessel During Gaseous Explosion)

  • 윤재건;조한창;신현동
    • 한국안전학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.40-47
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    • 1999
  • A numerical study on gaseous explosion was carried out to predict the transient pressure behavior with the partial rupture in confined vessels. Equations, assumptions and solutions for central ignition of premixed gases in closed spherical vessels are proposed with various equivalence ratios of gas fuel, as $CH_4$ and $C_3H_8$, vent areas and vent opening pressures. Given vent opening pressure in a vessel, the magnitude of second peak pressure results from the vent areas and burning velocity, varied by equivalence ratio of gas fuel. In a living room of an apartment, the higher second peak pressure than the vent pressure is not appeared due to its large window areas. As vent opening pressure is higher, the larger damage by gaseous explosion is expected and the larger vent area is necessary for relieving the damage. In the same concentration, the gaseous explosion by propane rather than methane shows the larger damage due to its higher adiabatic flame temperature and equivalence ratio.

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분젠 버너법을 이용한 합성가스(H2/CO)/공기 예혼합화염의 층류 연소속도 측정 (Measurement of Laminar Flame Speed of Syngas(H2/CO)/Air Premixed Flame using the Bunsen Burner Method)

  • 정병규;이기만
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.181-183
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    • 2012
  • Syngas laminar flame speed measurements were carried out at atmospheric pressure and ambient temperature using the Bunsen flame configuration with nozzle burner as a fundamental study on flame stability of syngas. Representative syngas mixture compositions ($H_2:CO$) such as 25:75%, 50:50% and 70:25% and equivalence ratios from 0.5 to 1.4 were investigated. The measured laminar flame speeds were in good agreement with the previous numerical data as well as experimental data available in the literatures over a wide range of equivalence ratio tested. It was reconfirmed that the laminar flame speed gradually increased with the increase in $H_2$ content in a fuel mixture. In particular, the significant increasing rate of flame speed was observed with the increase in equivalence ratio.

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3MWth급 순환유동층 바이오매스 가스화기의 운전에서 Equivalence ratio 영향 (Effect of equivalence ratio on operation of 3MWth circulating fluidized bed for biomass gasification)

  • 박성범;이정우;송재헌;박대원
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.58-65
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    • 2017
  • 유동층가스화기는 경제적으로 기술적으로 입증된 기술로서 가장 상용화에 가까운 가능성을 보여주고 있다. 그러나 한국에서는 설계, 현장문제 해결뿐 아니라 파일럿 규모의 설비 운전 등이 부족하여 상용화에 이르지 못하고 있다. 본 연구에서는 바이오매스의 가스화를 위하여 3 MWth 급 순환유동층(CFB) 반응기를 개발하여 운전하였다. 유동층반응기는 순환유동층 반응기와 기포유동층 반응기로 구성되었으며 타르와 산성가스를 제거하기 위하여 세라믹필터, 급속냉각, 습식스크러버를 사용하였다. 3MWth 급 바이오매스 가스화기의 최적 운전조건을 도출하기 위하여 equivalence ratio에 따른 영향을 조사하였다

다기관 4사이클 스파크 점화기관의 가스 교환과정에 관한 예측 (Prediction on gas exchange process of a multi-cylinder 4-stroke cycle spark ignition engine)

  • 이병해;이재철;송준호
    • 오토저널
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    • 제13권2호
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    • pp.67-87
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    • 1991
  • The computer program which predicts the gas exchange process of multi-cylinder 4-Stroke cycle spark-ignition engine, can be great assistance for the design and development of new engine. In this study, the computer program was developed to predict the gas exchange process of multi-cylinder four stroke cycle spark ignition engine including intake and exhaust systems. When gas exchange process is to be calculated, the evaluation of the variation of the thermo-dynamic properties with time and position in the intake and exhaust systems is required. For the purpose, the application of the generalized method of characteristics to the gas exchange process is known as one of the method. The simulation model developed was investigated to the analysis of the branch system of multi-cylinder. The models used were the 2-zone expansion model and single zone model for in cylinder calculation and the generalized method of characteristic including area change, friction, heat transfer and entropy gradients for pipe flow calculation. The empirical constants reduced to least number as possible were determined through the comparison with the experimented indicator diagram of one particular operation condition and these constants were applied to other operating condition. The predicted pressures in cylinder were compared with the experimental results over the wide range of equivalence ratio and ignition timing. The predicted values have shown good agreement with the experimental results. The thermodynamic properties in the intake and exhaust system were predicted over the wide range of equivalence ratio and ignition timing. The obtained results can be summarized as follows. 1. Pressures in the exhaust manifold have a little influence on the equivalence ratio, a great influence on the ignition timing. 2. Pressures in the inlet manifold are nearly unchanged by the equivalence ratio and the ignition timing. 3. In this study, the behaviors of the exhaust temperature, gas in the exhaust manifold were ascertained.

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스크램-램제트 모드 천이에 미치는 연료 당량비의 영향 (Effect of Fuel Equivalence Ratio on Scramjet-to-Ramjet Mode Transition)

  • 하정호;윤영빈;;김태호;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.45-51
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    • 2018
  • 최근 이중모드 램제트 엔진에서 모드 천이는 격리부 출구 마하수의 불연속적인 변화를 일으킨다고 보고된 바 있다. 이 현상을 격리부 입구와 출구에서의 유효 유동 단면적과 압력비에 따라 나타내었으며, 이는 Non-Allowable Region (NAR)으로 설명되었지만, NAR의 발생 기구에 대한 이해는 여전히 부족한 실정에 있다. 본 연구에서는 NAR의 발생 원인에 대한 유동 메커니즘을 조사하기 위해, 앞서 수행한 수치해석 결과들의 상세 연구가 수행되었으며, 스크램제트에서 램제트로의 모드 천이발생 동안 기체역학적 특성에 대한 이해를 돕기 위해 이론해석도 수행되었다. 격리부 입구에서 유동 상태량이 수용할 수 있는 당량비의 임계값이 정해져 있는데, 이 임계값을 초과하는 당량비의 증가는 격리부 입구에서의 정압뿐만 아니라 마하수의 급격한 변화를 발생시키게 되며, 이는 NAR의 발생 원인이 된다.

하이브리드 로켓의 저주파불안정성에 미치는 당량비 영향 직접수치해석 (Direct Numerical Simulation of Low Frequency Instability in a Hybrid Rocket with Equivalence Ratio Effects)

  • 최효상;이창진;강상훈
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.60-67
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    • 2019
  • 하이브리드로켓의 저주파수 연소불안정(LFI) 특성을 이해하기 위해, 주연소실의 연소 당량비 변화가 500 Hz대역의 압력 및 열방출 진동의 위상변화에 미치는 영향에 대해 직접수치해석을 수행하였다. 주연소실의 당량비 변화는 후연소실로 유입되는 연소가스의 온도 및 조성 변화로 모사하였다. 수치해석 결과, 후향 계단 하류에 와류 생성과 함께 추가적인 연소가 나타나며, 와류가 이동함에 따라 연소 압력 및 반응률의 진동이 관찰되었다. 또한, 유입유동의 온도가 변화하면 압력파의 전파속도도 함께 변화하므로 압력 및 반응률 진동 사이의 위상차가 천이하게 됨을 확인하였다.

A Modeling Study of Local Equivalence Ratio Fluctuation in Imperfectly Premixed Turbulent Flames

  • Moon, Hee-Jang
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권8호
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    • pp.1479-1489
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    • 2004
  • The effect of fluctuation of Equivalence Ratio (ER) in a turbulent reactive field has been studied in order to check the global combustion characteristics induced by the local fluctuation. When the flow is premixed on a large scale, closer examination on a small scale reveals that local fluctuations of ER exist in an imperfectly premixed mixture, and that these fluctuations must be considered to correctly estimate the mean reaction rate. The fluctuation effect is analyzed with DNS by considering the joint PDF of reactive scalar and ER, followed by modeling study where an extension of stochastic mixing models accounting for the ER fluctuation is reviewed and tested. It was found that models prediction capability as well as its potential is in favor to this case accounting the local ER fluctuation. However, the effect of local fluctuation did not show any notable changes on the mean global characteristics of combustion when statistical independence between the reactive scalar and ER field is imposed, though it greatly influenced the joint PDF distribution. The importance of taking into account the statistical dependency between ER and combustible at the initial phase is demonstrated by testing the modeled reaction rate.

고체 램제트 추진기관에서 보론 카바이드 연료의 연소, 성능 특성 (Combustion and Performance Efficiency of Boron Carbide Fuel in Solid Fuel Ramjet)

  • Lee, Tae-Ho
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.95-101
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    • 2004
  • 보론 카바이드를 함유한 고체연료 그레인을 사용하여 당량비와 공기 질량 유속에 따라 연소 효율이 어떻게 변하는가를 조사하였다. 연소 효율은 당량비의 증가 방향과 질량유속 감소 방향에 따라서 증가하였다. 높은 흡입온도가 높은 연소 효율을 보이는데 이는 확산 영역에서 큰 보론 입자들의 연소 증진 결과이다. 재순환 영역으로 주로 이루어진 짧은 그레인에서는 큰 보론 입자의 형성으로 연소 효율은 감소하고 있다. 흡입 온도에 따라 증가하는 연소 효율은 흡입온도 증가에 따라 일반적으로 열역학적 사이클의 효율이 감소하는 것과는 상반되는 방향이나 실험적 결과를 해석할 때 합당한 결과로 나타나고 있다.

정상초음파의 영향을 받는 메탄-공기 예혼합화염의 주파수-당량비 상관도 분석(II) (Frequency-Equivalence Ratio Correlation Analysis of Methane-Air Premixed Flame Influenced by Ultrasonic Standing Wave (II))

  • 김민성;배대석;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.45-51
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    • 2015
  • 정상초음파의 영향을 받는 메탄-공기 예혼합화염의 주파수-당량비 상관도 분석을 위한 실험적 연구가 수행되었다. 슐리렌가시화기법을 이용하여 예혼합화염의 전파영상을 획득하였으며, 영상 후처리를 통해 화염의 구조변이 및 전파거동을 면밀히 관찰하였다. 정상초음파가 개재할 때, 화염선단과 기연부에서 구조적 변이와 연소반응 촉진으로 인한 화염의 전파속도의 증가를 가져온다는 사실에 더하여, 초음파 구동주파수와 당량비에 대한 화염거동의 종속성을 확인하였다.

모형 가스터빈 연소기에서의 연소 불안정 모드 분석에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Instability Mode Analysis in a Model Gas Turbine Combustor)

  • 이장수;김민기;박성순;이종근;윤영빈
    • 한국연소학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.12-21
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    • 2010
  • The main objective of this study was investigation of combustion instability characteristics in a lean partially premixed gas turbine dump combustor. Dynamic pressure transducers were located on combustor and inlet section to observe combustion pressure oscillation and difference at each measurement places. Also flame shape and $CH^*$ chemiluminescence were measured using a high speed ICCD camera. The combustor length was varied in order to have different acoustic characteristics from 800 to 1090 mm. The first section of this paper shows the stability map in model gas turbine combustor. And the effects of combustor length, mixture velocity in the mixing section and equivalence ratio were studied by the pressure perturbation and heat release oscillation. Also, the instability frequency and mode analysis were studied in last two sections. We observed two dominant instability frequencies in this study. Lower frequencies were obtained at lower equivalence ratio region and it was associated with a fundamental longitudinal mode of combustor length. Higher frequencies were observed in higher equivalence ratio conditions. It was related to secondary longitudinal mode of combustor and mixing section. In this instability characteristics, pressure oscillation of mixing section part was larger than pressure oscillation of combustor. As a result, combustion instability was strongly affected by acoustic characteristics of combustor and mixing section geometry.