• 제목/요약/키워드: Heat release characteristics

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압축비 변화에 따른 초희박 직접분사식 LPG엔진의 연소특성 연구 (Study of Combustion Characteristics with Compression Ratio Change in Ultra-Lean LPG Direct Injection Engine)

  • 조시현;윤준규;박철웅;오승묵
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권10호
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    • pp.837-844
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    • 2014
  • 최근 자동차 제조사는 강화되는 배출가스 규제를 만족시키고 엔진 효율을 향상시키기 위해 다양한 기술을 연구하고 있다. 그 중 직접분사식 초희박 연소기술은 정밀한 연소제어를 통해 연소효율을 극대화 하고 연비를 향상시킬 수 있는 차세대 기술로 평가받고 있다. 기존 가스엔진에 초희박 직접분사기술을 적용하기 위해 기존의 MPI 엔진의 헤드를 재설계하였다. 기존 압축비10:1에서 12:1로 증가시킴으로써 이에 따른 압력선도, 열방출률, 연료소비율 등의 연소특성과 배출가스특성을 파악하였다. 압축비를 증가시킴에 따라 불안정한 연소상태로 인하여 연료소비율의 개선이 어려웠으나 탄화수소(THC)와 질소산화물(NOx)의 배출은 감소되었다.

압축비 변화가 수소-천연가스 엔진의 배기특성에 미치는 영향 (Effect of Compression Ratio Change on Emission Characteristics of HCNG Engine)

  • 이성원;임기훈;박철웅;최영;김창기
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권5호
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    • pp.473-479
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    • 2013
  • 본 연구에서는 천연가스 70%, 수소 30%의 조성비를 가진 HCNG연료와 천연가스를 각각 대형천연가스엔진에 공급하여 실험을 수행하였다. 고압축비의 수소-천연가스(HCNG)엔진의 배기특성을 살펴보기 위하여 부분부하조건에서 공기과잉률 변화에 따른 각 연료의 배출가스를 분석하였다. 실험결과 압축비가 증가함에 따라 열효율이 향상되었으며 그로인해 $CO_2$ 배출량은 감소하였다. 낮은 배기가스온도에 의하여 산화가 활발히 이루어지 못해 CO의 배출량이 증가하였다. 동일한 공기과잉률에서 압축비가 증가하면 $NO_x$의 배출량이 증가하였다. 하지만 ${\lambda}$=1.9이상의 영역에서는 MBT 점화시기가 동일해지기 때문에 압축비의 영향을 받지 않았다.

다단연소를 이용한 저 NOx 버너의 연소특성에 관한 연구 (An Experimental Study on the Combustion Characteristics in Low Emission Multi-Staged Oil Burner)

  • 안국영;김한석;조은성
    • 연구논문집
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    • 통권27호
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    • pp.101-108
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    • 1997
  • The characteristics of combustion and emissions in multi-staged oil burner have been experimentally studied for the various range of equivalence ratios, drop sizes and fuel formulations. Malvern system was used to measure droplet size of fuel. Light fuel oil and light fuel oil doped with pyridine($C_5H _5N$) were used to investigate the effects on fuel NOx emission. The emissions of NO and CO in exhaust gas and the flame temperatures were measured by the gas analyzer and thennocouples. NOx emissions were increased by increasing the excess air ratio (range:$lambda=1.1-1.4$) or decreasing the SMD of droplet in single-staged burner. In comparison with the single-staged burner, the emission of NOx in multi-staged burner was reduced by 50% but CO emission was slightly increased. It is found that multi-staged burner has a good capability in reducing thermal NOx resulting from the distributed heat release rate and lower flame temperature in fuel-rich and fuel-lean combustion zone. Moreover, the fuel NOx emission of the multi-staged burner is lower than that of single-staged burner, because multi-staged burner has fuel rich zone where fuel N is converted to $N_2$ more than NO. In 3-staged burner, the percentage of each stage combustion air have strong influence on emission characteristics. It is also found that NOx emission can be reduced by decreasing inner and outer air percentage or increasing middle air flow rate and CO emission is vice versa.

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CARS를 이용한 희박 예혼합 가스터빈 연소기내 온도 측정 (2);당량비가 위상별 온도에 미치는 영향 (Phase-resolved CARS Temperature Measurements in a Lean Premixed Gas Turbine Combustor (2);Effect of equivalence ratio on phase-resolved gas temperature)

  • 이종호;문건필;박철웅;한재원;전충환;장영준
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 대한연소학회 2003년도 제27회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.103-108
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    • 2003
  • The effect of equivalence ratio and fuel/air mixing quality on the phase-resolved gas temperatures at different phases of the oscillating pressure cycle was experimentally investigated. An atmospheric pressure, optically accessible and laboratory-scale dump combustor operating on methane with heat release rate of 1.59kW was used. Temperature measurements were made using coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS) at several spatial locations for typical unstable combustion conditions. Analysis was conducted using parameters such as phase-resolved averaged temperature, normalized standard deviation and temperature probability distribution functions (PDFs). Also the probability on the occurrence of high temperature (over 1900K) was investigated to get the information on the perturbation of equivalence ratio and NOx emission characteristics. It was shown that most of temperature histograms exhibit Gaussian profile which has short breadth of temperature fluctuation at equivalence ratio of 0.6, while beta profile was predominant for the cases of other equivalence ratios (${\Phi}$=0.55, 0.50). The characteristics on the occurrence of high temperature also displayed periodic wave form which is very similar to the pressure signal. And the amplitude of this profile goes larger as the fuel/air mixing quality become poorer. These also provided additional information on the perturbation of equivalence ratio at flame as well as NOx emission characteristics.

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분위기 압력변화에 따른 DME 커먼레일 연료 분사 시스템의 분무 특성에 관한 연구 (An Investigation on the Spray Characteristics of DME Common Rail Fuel Injection System with Variation of Ambient Pressure)

  • 이세준;오세두;정수진;임옥택
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.90-97
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    • 2012
  • It is investigated of the DME spray characteristics about varied ambient pressure and fuel injection pressure using the common rail fuel injection system when the nozzle holes diameter is varied. The common rail fuel injection system and fuel cooling system is used since DME has compressibility and vaporization in atmospheric temperature. The fuel injection quantity and spray characteristics were measured. The spray was analyzed of spray shape, penetration length, and spray angle at the six nozzle holes. The 2 types injector were used, the one was 0.166 mm diameter the other one was 0.250 mm diameter. The ambient pressure which is based on gage pressure was 0 MPa, 2.5 MPa, and 5 MPa. The fuel injection pressure was varied by 5 MPa from 35 MPa to 70 MPa. When using the converted injector, compared to using the common injector, the DME injection quantity was increased 127 % but it didn't have the same heat release. Both of the common and converted injector had symmetric spray shapes. In case of converted injector, there were asymmetrical spray shapes until 1.2 ms, but after 1.2 ms the spray shape was symmetrical. Compared with the common and converted injector, the converted injector had shorter penetration length and wider spray angle than the common injector.

저주파 압력섭동 범위 내에서의 단일 스월 인젝터의 진폭-위상 특성 연구 (Study on Phase-Amplitude Characteristics in a Simplex Swirl Injector with Low Frequency Range)

  • 길태옥;정연재;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.19-28
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    • 2010
  • 연소불안정 현상은 연소기 내에서 발생되는 열해리와 음압간의 상호 커플링에 의해 발생된다. 이 때, 음압은 인젝터에서 분무되는 추진제 유량에 섭동을 발생시키고, 섭동된 유량은 다시 연소에 영향을 주 게 된다. 따라서, 연소에 큰 영향을 미치는 인젝터를 이용하여 연소불안정 현상을 제어하기 위한 인젝터 동특성 연구가 1970년대부터 러시아에서 시작되었다. 인젝터의 동특성 연구를 위해 인위적인 압력 섭동을 주기 위한 장치를 제작하였고, 인젝터 출구에서 발생되는 유량 섭동을 측정하기 위한 기법을 개발하였다. 압력섭동 발생장치와 유량섭동 측정방법을 이용하여 압력섭동에 의해 단일 스월 인젝터 출구에서 발생되는 유량 및 압력, 액막두께, 축방향 속도 등의 섭동 값을 실시간으로 획득하였고, 이를 통해 각 변수들의 위상-진폭 특성을 파악하였다.

열산화 처리된 Ti-Ag 합금의 세포적합성 (CYTOCOMPATIBILITY OF THERMALLY OXIDIZED TI-AG ALLOYS)

  • 김호중;오근택;이지환;김경남;한동후
    • 대한치과보철학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.333-343
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    • 2004
  • Statement of problem: In its preceding work, change in surface characteristics were investigated in consideration that both microtopograpy and macroscopic configuration of implants surface are two of the most important factors, in that they can construct agreeable environment by raising surface energy, to affect osseointegration and biocompatibility explained by cell proliferation. Purpose: This study focused on examining cytocompatibility of dental implants materials Ti-Ag alloys, of which mechanical and electrochemical superiority to cp-Ti or Ti6Al4V were verified, in comparison with that of cp-Ti, and Ti6Al4V. Materials and methods: In this regard, MTT tests for L-929, the fibroblast connective tissues and cell proliferation tests for osteoprogenitor cells, MC3T3-E1 were performed on cp-Ti, Ti6Al4V, and Ti-Ag alloys following thermal oxidation according to appropriate heat treatment temperature(untreated, 400, 600, $800^{\circ}C$) and heat treatment duration(untreated, 0.5, 1, 4 hr). Results: The MTT tests on fibroblasts L-929 resulted in cell viability of over 90% in all experimental group entities, where, especially, the 100% of the viability for Ti-Ag alloys specimens accounted for the slightest adverse effect of ions release from those alloys on the cell. In MC3T3-E1 proliferation tests, the population of cells in the experimental group was roughly increased as experimentation proceeded, after two to four days. Proliferation showed highest viability for most of specimens, including Ti2.0Ag, treated at $600^{\circ}C$. Conclusion: In conclusion, it is the heat treatment temperature, not the duration that has considerable effects on thermal oxidation of specimens. Ti-Ag alloys treated at $600^{\circ}C$ proved to have the best surface morphology as well as cytocompatibility when compared with Ti or Ti6Al4V for short-term biocompatibility tests.

LPG/바이오디젤 혼합연료를 사용하는 직접분사식 디젤엔진의 성능 및 배기특성에 관한 연구 (Study on the Performance and Emission Characteristics of a DI Diesel Engine Operated with LPG / Bio-diesel Blended Fuel)

  • 이석환;오승묵;최영;강건용
    • 한국가스학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.8-14
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    • 2010
  • 본 연구에서는 LPG/바이오디젤 혼합연료의 직접분사식 디젤엔진 적용성에 관한 실험을 수행하였다. 특히, 혼합연료를 엔진에 적용하는 경우 엔진성능, 배출가스 (미연탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물, 이산화탄소), 연소안정성에 대한 실험을 1,500 rpm의 엔진회전수 조건에서 수행하였다. 바이오디젤은 질량대비 20-60% 범위로 LPG에 혼합하였다. 바이오디젤을 40% 이상 혼합하는 경우 엔진은 모든 부하영역에서 매우 안정적으로 연소되었다. 바이오디젤의 혼합율이 증가할수록 혼합연료의 세탄가가 향상되어 연소시작 시점이 진각되었다. 혼합연료를 사용하면 저부하에서는 과혼합에 의한 부분연소로 인하여 THC와 CO의 배출량이 급증하였으며, NOx의 경우 저부하에서는 배출량이 디젤연료에 비해서 낮았으며 고부하에서는 더 많이 배출되었다.

화원면적 변화에 따른 격자 크기 의존도 및 예측결과 분석 (Analysis of Prediction Results and Grid Size Dependence According to Changes in Fire Area)

  • 윤홍석;황철홍
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권6호
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    • pp.9-19
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    • 2019
  • 건축물의 화재안전성평가를 위한 화재시뮬레이션에서 화원면적 및 격자크기의 변화는 예측결과에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 동일한 최대 열발생률을 갖는 화원의 면적 변화가 구획화재의 예측결과에 미치는 영향이 검토되었으며, 동일한 화원면적의 조건에서 격자크기에 대한 예측결과의 의존도가 동시에 검토되었다. 주요 결과로서, 특성화재직경을 기준으로 6개 이상의 격자가 삽입되면 화원면적이 변화되더라도 격자크기는 화재의 열 및 화학적 특성에 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 화원면적의 변화는 구획 내부에서 허용피난시간(ASET)과 관련된 주요 물리량의 예측결과에 상당한 차이를 야기하였다. 그러나 개구부를 기준으로 일정 거리 이상의 구획외부에서는 화원면적의 변화가 전반적 화재특성에 미치는 영향이 크지 않음이 확인되었다.

대형기관 모사 정적연소실에서 매립지 가스의 연소특성에 대한 연구 (III) - 토치 점화 (1) - (Combustion Characteristics of Landfill Gas in Constant Volume Combustion Chamber for Large Displacement Volume Engine (III) - Torch Ignition (1) -)

  • 김인옥;엄인용;권순태
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권2호
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    • pp.125-134
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    • 2015
  • 본 논문은 대형 상용기관을 모사한 정적연소실에서 매립지 가스의 연소 특성에 대한 복수의 논문 중 세 번째로, 정적 연소실에서 토치를 적용하여 그 효과를 분석하였다. 실험 결과 토치의 체적에 관계없이 연소를 개선시키는 최적의 오리피스 면적 비율이 존재하며 오리피스가 매우 작은 경우 압력 상승비율은 직경 변화에 무관하게 일정 수준을 유지하거나 소폭 감소한다. 아울러 토치의 효과는 일차적으로 연소 시간단축에 영향을 주고 시간단축에 따른 전열량의 감소가 이후 압력상승에 기여한다. 마지막으로 메탄 분율이 적어 연소 조건이 나쁠수록 토치는 주로 주 연소 기간을 단축시키고, 반면 연소 조건이 좋은 경우 주로 초기 연소를 단축시키는 효과가 있다.