• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.171-178
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• 2005

고성능 로켓엔진의 터보펌프를 구동하기 위한 연료 과농 가스발생기에 대하여, 연소 불안정 발생시 모사배관를 각각의 음향모드 공진주파수를 모사하는 방법을 통하여 결정하였다. 관심 있는 음향모드의 몇 파장만을 모사하여 실제 연소시험에 바로 적용할 수 있는 짧은 길이의 배관도 제시하였다. 가스발생기에서의 연소불안정을 제어하기 위한 하나의 방안으로서, 모사배관의 길이를 바꾸어 분사기의 동특성과 연소실의 공진 음향 모드를 서로 분리시켜 상호작용이 일어나지 않게 할 수 있으며, 이러한 특성은 연소시험을 통해 확인되었다. 비행용 가스발생기의 연소시험과 연소불안정 제어를 위한 일련의 방안으로서 모사배관를 결정하는 방법을 확립하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.5-8
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• 2010

본 논문에서 연구하고자 하는 분사기는 다단 연소 사이클 엔진 연소기에 적용하는 분사기이다. 본 분사기에서 연료는 접선홀을 통해 와류 형상으로 분무되며, 예연소기에서 생성된 산화제 과잉 가스는 중앙에서 jet의 형태로 공급된다. 이러한 기체-액체 분사기의 상압/고압환경에서의 분무특성 및 분사기의 리세스에 따른 분무특성의 차이를 알아보았다. 이러한 결과들은 향후 다단 연소 사이클 엔진 개발의 기본 데이터로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권3호
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• pp.81-124
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• 2020

액체산소/케로신 액체로켓엔진에서 케로신은 추진제일 뿐만 아니라 3,000 K 이상의 연소가스로부터 연소실 벽면을 보호하기 위한 냉각제 역할도 수행한다. 케로신은 냉각채널을 통과하면서 높은 온도에 노출되기 때문에 열과 관련한 화학반응이 일어나 탄소 과잉 고체가 침전되는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 케로신의 열/유체 특성 시험 데이터는 재생냉각 연소실 설계에 필수적이다. 본 논문에서는 재생냉각채널과 케로신에 관련된 해외 연구를 조사하였다. 탄화수소 연료에 대한 전반적인 정보를 시작으로, 냉각채널 벽면에 발생하는 퇴적 현상, 이에 대한 원인/연구결과, 케로신 코킹 시험 장치/예방 방법 등을 체계적으로 정리하고자 하였다.

• 한국가스학회지
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• 제19권4호
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• pp.22-28
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• 2015

LPG가 수송용 연료로서 경쟁력을 유지하기 위해서는 지속적인 기술개발을 통해 휘발유와의 연비격차를 감소시키고 후처리시스템 등에 의한 가격 부담을 낮추어야 한다. 이에 본 연구에서는 안정적인 희박연소 구현을 통한 연비개선을 얻기 위해 실린더 중앙에 점화플러그와 연료분사기가 인접해 있고, 연료가 분사된 후 바로 점화가 이루어지도록 하는 분무유도방식의 LPG 직접분사엔진을 개발의 일환으로 연소제어인자의 변화에 따른 연소 특성을 분석하였다. 안정적인 연소를 위해 국부적으로 농후한 혼합기를 형성하는 성층희박연소의 특성상 일정 수준이상의 질소산화물이 배출되는 문제점을 갖고 있다. 질소산화물 저감을 위해 EGR을 적용한 결과 연료소비율과 THC의 배출은 약간 증가하지만 $NO_x$배출은 약 15% 저감되었다. EGR 적용에 의한 연소속도의 감소는 초기 화염발달 시기에 집중되어 나타났으며 흡입공기의 희석효과에 의해 EGR율이 증가할수록 최대 열방출율 및 열방출율 증가 기울기가 감소하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.149-156
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• 2006

This paper investigates the steady state combustion characteristics of LPG homogeneous charge compression ignition(HCCI) engine with variable valve timing(VVT) and dimethyl ether(DME) direct injection, to find out the benefits in exhaust gas emissions. VVT is one of the attractive ways to control HCCI engine. Hot internal residual gas which is controlled by VVT device, makes fuel is evaporated easily, and ignition timing is advanced. Regular gasoline and liquefied petroleum gas(LPG) were used as main fuel and dimethyl ether(DME) was used as ignition promoter in this research. Operating range and exhaust emissions were compared LPG HCCI engine with gasoline HCCI engine. Operating range of LPG HCCI engine was wider than that of gasoline HCCI engine. The start of combustion was affected by the intake valve open(IVO) timing and the ${\lambda}TOTAL$ due to the latent heat of vaporization, not like gasoline HCCI engine. At rich operation conditions, the burn duration of the LPG HCCI engine was longer than that of the gasoline HCCI engine. CAD at 20% and 90% of the mass fraction burned were also more retarded than that of the gasoline HCCI engine. And carbon dioxide(CO2) emission of LPG HCCI engine was lower than that of gasoline HCCI engine. However, carbon oxide(CO) and hydro carbon(HC) emission of LPG HCCI engine were higher than that of gasoline HCCI engine.

• 한국추진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.63-71
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• 2017

메탄($CH_4$)/산소($O_2$) 액체이원추진제는 친환경성, 무독성, 경제성, 우수한 성능 등의 장점으로 최근 들어 차세대 친환경 이원추진제로서 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 연소실 내 압력 변화에 따른 기체 메탄/산소 비예혼합 동축 화염의 연소안정한계를 측정하고, 화염 및 유동의 가시화를 통해 분사 조건 및 압력 변화에 따른 화염의 구조와 특성을 파악하였다. 연구 결과 연료과농 조건에서 연소실 내 압력이 증가할 경우 연소안정한계가 확장되고 반응 영역이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.47-58
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• 2014

The characteristics of flame shape, laminar burning velocity, emissions and heat flux of stagnation point in premixed impinging jet flame of syngas fuel with 10% hydrogen content were experimentally investigated. Also, the adiabatic temperature and burning velocity are calculated by Chemkin package with USC-II mechanism. The equivalence ratios(0.8~5.0) and dimensionless separation distance(2.0~5.0) with fixed Reynolds number(1800) are main parameters in this work. Different flame shapes and colors were observed for different impingement conditions. The experimental results of burning velocity by flame surface area have a consistent with previous works and numerical simulation of this work. The inner flame length could be predicted with the ratio of mixture velocity and burning velocity from a simple formulation by the laminar burning velocity definition. It has been observed that the heat fluxes at stagnation point are directly affected by the flame shape including the separation distance. The emission results in impinging flame of syngas fuel show that the characteristics of $NO_x$ emission traced well with adiabatic temperature trend and CO emission due to fuel rich condition increased continuously with respect to the equivalence ratio.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.58-63
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• 2005

As fuel cells approach commercialization, hydrogen production becomes a critical step in the overall energy conversion pathway. Reforming is a process that produces a hydrogen-rich gas from hydrocarbon fuels. Hydrogen production via autothermal reforming (ATR) is particularly attractive for applications that demand a quick start-up and response time in a compact size. However, further research is required to optimize the performance of autothermal reformers and accurate models of reactor performance must be developed and validated. The design includes the requirement of accommodating a wide range of experimental set ups. Factors considered in the design of the reformer are capability to use multiple fuels, ability to vary stoichiometry, precise temperature and pressure control, implementation of enhancement methods, capability to implement variable catalyst positions and catalyst arrangement, ability to monitor and change reactant mixing, and proper implementation of data acquisition. A model of the system was first developed in order to calculate flowrates, heating, space velocity, and other important parameters needed to select the hardware that comprises the reformer. Predicted performance will be compared to actual data once the reformer construction is completed. This comparison will quantify the accuracy of the model and should point to areas where further model development is required. The end result will be a research tool that allows engineers to optimize hydrogen production via autothermal reformation.

• 한국분무공학회지
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• 제14권4호
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• pp.184-189
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• 2009

Recently, ultrafine particles emitted from internal combustion engine is main concern because of its well known adverse health effects. So Europe decided to start the regulation about diesel engine particle number emissions. The nanoparticles smaller than 50nm in diameter have the ability to penetrate deep into interstitial tissue of luge, where they may cause severe respiratory inflammation and acute pulmonary toxicity. Recent studies have showed that spark ignition engines emit particles number concentration comparable to those from diesel engines with DPF under high load and rich mixture conditions, including cold starts and acceleration. So this study investigated emission characteristics of ultrafine particles according to fuel injection type in gasoline vehicles and LPG vehicles. The test vehicles were tested on CVS-75 and NEDC vehicle test mode using the chassis dynamometer, CPC system applied as a particle measuring instrument at the end of dilution tunnel. As a result, the correlation between fuel injection type and particulate emission was determined. GDI vehicle emitted 10 times higher particles than PFI vehicles, and compared to Mixer and LPGI type LPG vehicle, LPLI vehicle emitted particles high.

• 한국추진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.48-56
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• 2008

액체로켓 예연소기의 산화제 과잉 연소는 매우 어려운 과업이다. 이를 위해서는 작동 조건에서 좋은 혼합특성을 갖는 분사기를 설계하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 고압환경에서 로켓 산화제 과잉 예연소기용 분사기의 분무특성을 실험을 통해 알아보았다. 분사기는 연료 및 산화제 오리피스, 산화제 스커트로 구성되어있다. 분사기의 분무특성을 알아보기 위해 주위기체압력을 0에서 30kgg/cm2[g]까지 가압하여 분무 가시화, Sauter 평균 입경을 측정하였으며, 액적 크기는 이미지 처리 기법을 이용하였다. 실험결과로부터 로켓 산화제 과잉 예연소기용 분사기의 분무특성을 이해할 수 있었으며, 로켓 산화제 과잉 예연소기 개발에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.