This study was performed to investigate the behavior of vapor phase of fuel mixtures with different piston cavity diameters in a optically accessible engine. The images of vapor phases were measured in the motoring engine using exciplex fluorescence method. The conventional engine was modified as GDI engine with swirl flow. Fuel was injected into atmospheric nitrogen to prevent quenching phenomenon by oxygen. Injection pressure is 5.1MPa. Two dimensional spray fluorescence image of vapor phases was acquired to analyze spray behavior and fuel distribution inside of cylinder. Three injection timings were set at BTDC $180^{\circ}$, $60^{\circ}$and $60^{\circ}$. With a fuel injection timing of BTDC $60^{\circ}$, fuel-rich mixture was concentrated in near the cavity center. With a fuel injection timing of BTDC $60^{\circ}$, fuel-rich mixture level in the center region was highest in the S-type during the late compression stroke. With a fuel injection timing of BTDC $180^{\circ}$, fuel was not affected in a piston cavity and generally distributed as homogeneous mixture.
In the air-fuel control of automotive engine to improve its efficiency, fuel economy and less emissions, conventional control methods using $O_{2}$ sensor or the lean air-fuel ratio sensor provide only open control in rich conditions. Control with a wide range air-fuel sensor makes it possible to employ closed loop control for all engine conditions including rich combustion. With a wide range A/F sensor and A/F transfer functions, a PID control system is constructed which employs an learning scheme. A/F controller is designed which enables to improve the ability of its compensation for sensors and actuators, and its control operation is evaluated by computer simulation.
액체 로켓의 가스발생기의 연소 온도는 터빈 깃의 열 손상을 방지하기 위하여 1,000K 이하로 유지되며 이를 위하여 농후 연소 또는 산화제 과다 연소를 유지한다. 이러한 이유로 연소는 비평형 화학반응이 주로 발생하며 연소반응을 예측하기가 매우 어렵다. 한편 케로신은 여러 가지 탄화수소 연료로 이루어진 혼합연료로 화학반응 메커니즘에 대한 모델이 매우 어려운 실정이다. 본 연구에서는 Dagaut가 개발한 207 화학종, 1592 화학반응 단계를 이용하였으며 완전혼합반응기 연소모델을 적용하여 계산하였다. 계산결과와 실험결과를 비교하여 보면 사용된 화학반응 기구가 검댕 예측을 하지 않고 있음에도 불구하고 계산 결과는 연소가스 온도 뿐 아니라 가스 물성치 등을 매우 잘 예측하고 있음을 확인하였다.
본 논문은 연료 과농 연소 환경 하의 이중 와류 동축형 분사기의 유량 통과 특성 파악을 위해 수행한 실험결과를 수록하였다. 액체산소와 케로신(Jet A-1)을 사용하여 연소시험을 수행하고 유량 통과 특성을 유량계수로 표현하였다. 유량계수 산출을 위해 유량, 압력, 온도를 계측하였다. 연료 분사기의 경우, 산화제 측 분사기 형상, 연소압, 혼합비에 관계없이 일정한 유량 계수 값을 보였다. 이에 반해 산화제 분사기는 연소압과 혼합비 변화에 영향을 받는 것으로 나타났다. 화염 형성 변화가 유량계수 변화에 특히 산화제 측에 영향을 주고 있음을 밝혔다.
공기흡입형 추진기관은 운용의 단순함, 저비용, 저장의 용이성 등의 장점으로 각광받고 있는 추진 기관이다. 본 논문에서는 Boron을 이용한 공기흡입형 추진기관의 가스발생기에 사용될 추진제 연구를 수행하였다. 이를 위하여, Amorphous Boron Powder를 적용한 추진제에 다양한 첨가제를 사용하여 연소특성을 파악하였고, Boron bead를 제조하여 추진제에 적용하여 Amorphous Boron Power를 적용한 추진제와의 차이점을 비교 분석 하였다.
It was evaluated that the microstructural and mechanical properties of Ta-bearing 9Cr-0.5Mo-2W ferritic/martensitic experimental steels. All the experimental steels showed the tempered martensitic microstructures, and $M_{23}C_6$ carbides, whose sizes were ranged from 200 to 300 nm, were easily observed at both boundaries of the prior austenite grain and the martensite lath. In addition, a relatively large Nb-rich MX carbonitrides were intermittently detected at the prior austenite grain boundaries, whereas a lot of Vrich MX carbonitrides, whose mean diameter was less than 50 nm, were observed randomly at both boundaries. Ta was mainly incorporated into the V-rich MX carbonitrides rather than the Nb-rich ones and their content was spanned from 5 to 20 at.%. Ta contents within the MX precipitates also increased as the content of Ta increased. Because the Ta addition into the steels would be attributed to the precipitation strengthening, solid solution strengthening and lath width reduction, it was shown that the mechanical properties, including hardness, tensile strength and creep rate of the 9%Cr-0.5Mo-2W steels were improved by the increase of Ta content. Especially, 9Cr-0.5Mo-2W-0.3V-0.05Nb-0.14Ta steel was revealed to be relatively excellent in the application for the SFR fuel cladding.
The characteristics of combustion and radiation heat transfer of an oxygen-enhanced diffusion flame was experimentally analyzed. An infrared radiation heat flux gauge was used to measure the thermal radiation of various types of flames with fuel, air and pure oxygen. And the Laser Induced Incandescence (LII) technique was applied to characterize the soot concentrations which mainly contribute to the continuum radiation from flame. The results show that an oxygen-enhanced inverse diffusion flame is very effective in increasing the thermal radiation compared to normal oxygen diffusion flame. This seems to be caused by overlapped heat release rate of double flame sheets formed in inverse flame and generation of higher intermediate soot in fuel rich zone of oxygen-fuel interface, which is desirable to increase continuum radiation. And the oxygen/methane reaction at slight fuel rich condition (ø=2) in oxygen-enhanced inverse flame was found to be more effective to generate the soot with moderate oxygen availability.
This study is aimed to study combustion characteristics of low $NO_X$ burner using petroleum cokes as fuel. The petroleum coke, which is produced through the oil refining process, is an attractive fuel in terms of its high heating value and relatively low price. But petroleum coke is a challenging fuel because of its low volatile content, high sulfur and nitrogen content, which give rise to undesirable emission characteristics and low ignitability. The petroleum cokes burner is operated at fuel rich condition, and overfire air are supplied to achieve fuel lean condition. The low $NO_X$ burner is designed to control fuel and air mixing to achieve air staged combustion, in addition secondary and tertiary air are supplied through swirler. Air distribution ratio of triple staged air are optimized experimentally. The result showed that $NO_X$ concentration is lowest when overfire air is used, and the burner function at a fuel rich condition.
액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 O/F ratio에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 액체산소/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 O/F ratio 변화에 따른 연소 생성 가스의 온도를 계측하였다. 또한 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 연소 가스의 열역학적 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 화학평형코드 결과를 통해 구한 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 경향 및 유사한 값을 가지는 것으로 밝혀졌으며 이는 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 결과를 확인하였다.
액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 혼합비에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 Lox/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 전체 혼합비에 따른 연소 가스의 생성 온도를 계측하였다. 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 대표 값을 가지는 것으로 나타나, 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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