• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제18권8호
• /
• pp.1479-1489
• /
• 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.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제3권6호
• /
• pp.274-284
• /
• 1995

The effect of turbulence and ignition energy on flame kernel growth in mathanol-air mixtures has been studied in a constant volume vessel. Experiments were made under different turbulent intensity conditions, ignition energy and over a range of equivalence ratio. Characteristics of turbulent flow were grasped by measurments of gas pressure and visualization of flame propagation. Flow velocity was measured by use of hot wire anemometer. A comparison of the effect of turbulence on ignition probability and flame kernel volume variation ratio is also presented.

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.56-66
• /
• 2017

In this experimental study, it is designed and used the test engine bed which is installed with the exhaust gas recirculation, and in addition to equipped using by oxygen adder. It has been tested and analyzed the combustion and emission characteristics, cycle variability and engine performance by controlling the oxygen volume fraction, EGR rate, engine speed and equivalence ratio.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.190-199
• /
• 2017

Air-blown Gasification of coal and torrefied biomass mixture is conducted on fixed-bed gasifier. The various ratio (9:1, 8:2, 7:3) of coal and torrefied biomass mixture are used. The contents of $H_2$, CO in the syngas were increased with gasification temperature. Carbon conversion tend to increase with temperature and equivalence ratio (ER). However, cold gas efficiency showed maximum point in ER range of 0.26-0.36. The torrefied biomass showed highest cold gas efficiency of 67.5% at $934^{\circ}C$, ER 0.36. Gasification of 8:2 mixture showed the highest carbon conversion and cold gas efficiency and synergy effect.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.45-53
• /
• 2004

An experimental study was carried out to obtain the fundamental data about the effects of radicals induced injection on premixture combustion. A constant volume combustor divided to the sub-chamber and the main chamber was used. The volume of the sub-chamber is set up to occupy less than 1.5％ of that of whole combustion chamber. Radial twelve narrow passage holes are arranged between the main chamber and the sub-chamber. The products including radicals generated by spark ignition in the sub-chamber will derive the simultaneous multi-point ignition in the main chamber. While the equivalence ratio of pre-mixture in the main chamber and the sub-chamber is uniform. We have examined the effects of the sub-chamber volume, the diameter of passage hole, and the equivalence ratio on the combustion characteristics by means of burning pressure measurement and flame visualization. In the case of radical ignition method(RI), the overall turning time including the ignition delay became very short and the maximum burning pressure was slightly increased in comparison with those of the conventional spark ignition method(SI), that is, single chamber combustion without the sub-chamber. The combustible lean limit by RI method is extended to more ER=0.25 than that by SI method. Therefore the decrease of every emission including NOx and the improvement of fuel consumption is anticipated due to lean burn.

• 한국폐기물자원순환학회지
• /
• 제35권7호
• /
• pp.600-605
• /
• 2018

In this study, the combustion characteristics were investigated based on the biodrying solid recovered fuel (SRF) in a 5 Ton/day scale combustion boiler. The composition of the combustion gas containing the biodrying SRF was analyzed, the particulate matter, and its HCl content was determined with the air pollutant process test method. Mass balance, carbon balance, and combustion efficiency were calculated according to the equivalence ratio (ER) method; the energy recovery efficiency of the combustion boiler was also analyzed. The overall combustion efficiency of the biodrying SRF was 97.3 % and the energy recovery efficiency was 80.2%.

• 청정기술
• /
• 제28권2호
• /
• pp.131-137
• /
• 2022

현재 반도체 공정에서 다양한 by-product 및 미사용 가스가 배출되고 있다. 오염물질을 함유한 배기는 일반적으로 유기, 산, 알칼리, 열, 캐비넷 배기 등으로 분류하며, 각각의 배기 특성에 맞는 대기 방지설비에서 처리 후 배출된다. 유기 배기 물질로서 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound, VOC)은 산소 함유 탄화수소, 유황 함유 계 탄화수소 및 휘발성 탄화수소를 총칭하는 물질이고, 알칼리 배기의 주요성분은 암모니아(NH₃), 수산화테트라메틸암모늄(Tetramethylammonium hydroxide, TMAH)등이 있다. 본 연구의 목적은 유기와 알칼리 배기가스를 동시에 처리하기 위해 직접 연소 및 로 내 온도를 일정하게 유지하여 연소 특성 파악하고 NO_X 저감률을 분석하고자 진행하였다. VOC는 Acetone, IPA(isopropyl alcohol), PGMEA(propylene glycol methyl ether acetate)을 사용하였으며, 알칼리 배기 대표 물질로는 암모니아를 사용하였다. 실험 변수로는 온도와 당량 비(equivalence ratio, ER)로 배기가스 특성을 살펴보았다. 물질별 단독 및 혼합 연소테스트를 진행하였다. VOC 단독 테스트 결과 당량 비 1.4 조건에서 완전 연소가 일어남을 확인하였다. 암모니아는 당량 비 감소에 따라 산소 및 질소산화물의 농도가 감소하였다. 혼합 연소 운전 결과 배기가스 조성 내 질소산화물의 대부분은 일산화질소였으며 이산화질소는 10 ppm 부근으로 검출되었다. 전체적으로 질소산화물의 농도는 반응온도가 증가하면서 산화반응이 활성화되어 감소하는 경향을 나타나지만 이산화탄소의 농도는 증가하는 경향을 확인하였다. 전기열원을 적용한 무 화염 연소 기술을 적용하였을 때 VOC 및 암모니아 연소가 원활하게 일어남으로써 현재 별도로 운전되는 유기 및 알칼리 배기 시스템보다 경제성 및 공간적인 측면에서 장점이 있다고 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제53권6호
• /
• pp.783-791
• /
• 2015

바이오매스 가스화 공정을 위하여 내경이 0.1 m이고 높이가 1.2 m인 유동층 반응기에서 수증기 및 촉매의 첨가가 프로듀서가스(Producer gas)에 미치는 영향을 파악하였다. 가스화 장치는 유동층 반응기, 연료공급 장치, 사이클론, 2개의 냉각기, 수증기 발생장치 및 가스분석기로 구성하였다. 층물질 및 촉매물질로 평균입자크기 $380{\mu}m$의 비구형 silica sand 와 평균입자 $356{\mu}m$ 크기의 소성된 백운석을 사용하였다. 사용된 바이오매스는 국산 우드펠릿(Korea woody pellet) 및 동남아 팜 부산물인 EFB(empty fruit bunch)를 펠릿 형태로 가공하여 사용하였다. 실험 고정 변수로는 연료공급량 50 g/min(EFB), 38 g/min(KWP) 반응 온도 $800^{\circ}C$, ER(equivalence ratio) 0.25로 설정하였다. 조업 변수로 촉매인 소성된 백운석을 층물질 0~100 wt%의 혼합비로 사용하였다. 가스화매체로 공기 또는 Air-Steam을 사용하였다. 이때 수증기 첨가량은 SBR(steam to biomass ratio) 기준 0.3으로 하였다. 생성된 가스의 조성, 타르(Tar) 및 저위발열량을 측정하였다. 실험의 결과로 소성된 백운석은 모든 실험조건에서 프로듀서가스 타르의 함량을 감소시키며 최대 67.3 wt%의 감소율을 보였다. 저위발열량은 공기가스화에서 소성된 백운석 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 하지만 Air-steam 가스화에서 저위발열량은 변화가 적거나 오히려 소폭 증가한 경향을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권6호
• /
• pp.874-882
• /
• 2019

본 연구에서는, Lab-scale 기포 유동층 가스화기(직경 : 0.11 m, 높이 : 0.42 m)에서 미이용 산림 바이오매스 4종과 폐목재 1종의 가스화 특성을 살펴보았다. 실험은 온도와 연료 주입량을 각각 $800^{\circ}C$, 1 kg/h로 고정하고, ER 0.15-0.3, 가스 유속 $2.5-5U_0/U_{mf}$으로 변화시키면서 진행했다. 층 물질로는 silica sand와 olivine을 사용하였다. 생성 가스의 조성은 NDIR 분석기와 GC를 통해 분석하였으며, 분석 결과 평균적으로 $H_2$ 3~4 vol%, CO 15~16 vol%, $CH_4$ 4 vol%, $CO_2$ 18~19 vol.%으로 미이용 산림바이오매스와 폐목재 모두 비슷한 조성을 보였으며, 생성 가스의 평균 저위발열량은 $1193{\sim}1301kcal/Nm^3$을, 고위발열량은 $1262{\sim}1377kcal/Nm^3$을 나타내었다. 또한, 타르 저감 효과를 알아보고자 층 물질로 olivine을 사용 시 silica sand에 비해 생성 가스 내 C2 이상 성분이 대부분 감소하였고, $H_2$ 함량이 증가하여 타르의 cracking 반응이 생겼음을 확인하였다. 비응축성 타르는 72% ($1.24{\rightarrow}0.35g/Nm^3$), 응축성 타르는 27% ($4.4{\rightarrow}3.2g/Nm^3$) 가량 감소하는 효과를 확인하였다.