• 한국연소학회지
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• 제19권3호
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• pp.26-33
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• 2014

We examined the characteristics of $NO_x$ emission for CH4/air non-premixed flames using the exhaust gas recirculation(EGR) methods, which are the air-induced EGR(AI-EGR) and fuel-induced EGR(FI-EGR) methods. Our experimental results show that the $NO_x$ emission index($EI_{NOx}$) decreased with increasing EGR ratio. In the range needed to form a stable flame, the reduction rate of $EI_{NOx}$ for the FI-EGR method was approximately 29% when the EGR ratio was 20%, and the reduction rate for the AI-EGR method was approximately 28% with 25% of the EGR ratio. According to the flame structure based on numerical results, high temperature regions for the FI-EGR method were narrower and lower than those for the AI-EGR method at the same EGR ratio. Furthermore, based on the experimental results for swirl flames, the reduction rate of $EI_{NOx}$ for the FI-EGR method was approximately 49% with 15% of the EGR ratio, while the maximum reduction rate for AI-EGR method was approximately 45% with 25% of the EGR ratio. Consequently, we verified that the FI-EGR method was more effective than the AI-EGR method in reducing $NO_x$ emission for non-premixed flames with EGR. We expect that the results of this study will provide fundamental information relating to hybrid combustion systems, which can be used in the design of combustion systems in the future.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.100-107
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• 2016

본 연구에서는 예혼합 화염과 비예혼합 화염을 동시에 구현하는 하이브리드 연소시스템에 배기가스 재순환 방법(FI-EGR and FPI-EGR)을 적용하여 공해물질 저감 효과를 확인하였다. 그 결과, 배기가스 재순환을 적용한 경우 상당량의 NOx 배출지수가 감소하는 것을 확인 할 수 있었으며, 추가적으로 배기가스 재순환을 적용한 하이브리드 연소시스템의 배출성능이 동일한 배기가스 재순환율을 가지는 비예혼합 화염의 배출성능보다 우수함을 확인하였다. 특히, 비예혼합 화염과 예혼합 화염의 비율이 50: 50인 하이브리드 연소시스템의 연료 측에 25% 까지 배기가스를 재순환 시킬 경우(FI-EGR), 배기가스 재순환을 적용하지 않은 비예혼합 화염에 비해 NOx 배출지수가 59% 저감되는 것을 확인하였으며, 혼합비율이 70:30인 하이브리드 연소시스템의 예혼합기와 연료측에 15%까지 배기가스를 재순환 시킬 경우(FPI-EGR), 배기가스를 재순환하지 않은 하이브리드 화염에 비해 NOx 배출지수가 48% 저감되는 것을 확인하였다.