Diesel and gasoline engines will be used as main power system of automobiles. Recently, engine downsizing is widely applied to both gasoline and diesel engines in order to improve fuel economy and exhaust emissions. Engine downsizing means small engine combustion chamber with higher combustion pressure. Therefore, spray and combustion process should be investigated under these high pressure and temperature conditions. In this study, constant volume combustion chamber which enables easy optical access from six directions was developed. Combustion chamber was designed to resist maximum pressure of 15 MPa and maximum temperature of 2,000 K. Combustible pre-mixed mixture was introduced into combustion chamber and ignited by spark plugs. High pressure and temperature were implemented by combustion of pre-mixed mixture. Three initial conditions of different pressure and density were tested. High repeatability of combustion process was implemented which was proven by low standard deviation of combustion pressure.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.20
no.5
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pp.51-59
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2016
STS 321 stainless steel is generally used for a material of high-temperature and high-pressure system including liquid rocket engine. The constitutive equation for flow stress has been suggested using thermal stress component and athermal stress component based on Kocks dislocation barrier model to predict 321 stainless steel's deformation behavior at elevated temperature. The suggested model predicted well the material deformation behaviors of 321 stainless steel at the wide temperature range from room temperature to $500^{\circ}C$.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.25
no.10
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pp.707-713
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2015
This paper proposes experimental results for control performance deterioration of a piezoelectric actuator under high temperature conditions due to external heat environment. In this work, a heat environment from 30 ℃ to 190 ℃ is established by a heat chamber which is capable of high temperature of heat environment. Inside the heat chamber, an experimental apparatus consisting of the stack type of piezoelectric actuator, laser sensor, gap sensor and temperature sensor is established. After evaluating temperature dependent blocking force, displacement and time response of a piezoelectric actuator inside the heat chamber, tracking control performances are evaluated under various temperature conditions via proportional-integral-derivative(PID) feedback controller. The desired position trajectory has a sinusoidal wave form with a fixed frequency. Control performances are experimentally evaluated at both room temperature and high temperature and presented in time domain.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.8
no.4
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pp.10-17
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2000
This work presents an investigation of aerodynamic characteristics of fuel spray injected from a high pressure hollow cone swirl injector into a constant volume chamber. Laser tomography visualization was used to interrogate the fuel and air mixing characteristics and the effect of chamber pressure and temperature increase was analyzed, Preliminary results on spray development showed that mixing effect tends to increase with the increase of injection pressure and chamber gas pressure yielding a decrease of spray penetration and an attenuation of well-defined vortex structure. Topological analysis of the spray structure has been performed to initiate the understanding of mixing and vaporization process. For the present experimental conditions fuel injection pressure and chamber gas pressure appear as the dominant factors which govern the transient mixing characteristics. Moreover spray atmixation characteristics are improved by increasing chamber gas temperature.
Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference
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2000.10a
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pp.302-307
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2000
The wintering honey bee chambers were constructed and inside environment factors were analyzed to provide high technology for efficient wintering of honeybee colonies. As a result of this study, inside air temperature of yongin chamber under the wide range of outside temperature condition was found to be appropriated for wintering of bee, and inside temperature of beehive was about 2$^{\circ}C$ higher than the air temperature in the chamber. The fan operation schedule did not control the high temperature down properly in the chamber, It was necessary to find a new fan operation schedule to be able to provide the optimum temperature for wintering honey bee colonies. inside humidity variation of Yongin chamber was very much depended on outside humidity.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.6
no.3
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pp.193-200
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2003
In the production of internal combustion engines, there has been a move towards the development of high performance engines with improved fuel efficiency, lighter weight and smaller sizes. These trends help to answer problems in engines related to thermal load and abnormal combustion. In order to investigate these problems, a thin film-type probe for instantaneously measuring temperatures has been suggested. A method for manufacturing such a probe was established in this study. The instantaneous surface temperature of a constant volume combustion chamber was measured by this probe and the heat flux was obtained through Fourier analysis. In order to thoroughly understand the characteristics of combustion, the authors measured the wall temperature of the combustion chamber and computed heat flux through a cylinder wall while varying the protrusion height of the probe. For achieving the above goals, a instantaneous temperature probe was developed, thereby making possible the analysis of the instantaneous temperature of wall surface and the detection of unsteady heat flux in the constant volume combustion chamber.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.9
no.4
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pp.1-9
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2001
The soot yield has been studied by a premixed propane-oxygen-inert gas combustion in a specially designed disk-type constant-volume combustion chamber to investigate the effects of pressure, temperature and turbulence on soot formation. Premixtures are simultaneously ignited by eight spark plugs located on the circumference of chamber at 45 degree intervals in order to observe the soot formation under high pressures. The eight flames converged compress the end gases to a high pressure. The laser schlieren and direct flame photographs for observation field with 10 mm in diameter are taken to examine into the behaviors of flame front and gas flow in laminar and turbulent combustion. The soot volume fraction in the chamber center during the final stage of combustion at the highest pressure is measured by the in situ laser extinction technique and simultaneously the corresponding burnt gas temperature by the two-color pyrometry method. The pressure and temperature during soot formation are changed by varying the initial charge pressure and the volume fraction of inert gas compositions, respectively. It is found that the soot yield increases with dropping temperature and rising pressure at constant equivalence ratio, and that the soot yield of turbulent combustion decreases in comparison with that of laminar combustion because the burnt gas temperature increases with the drop of heat loss.
The spray structures under the stratified and homogeneous charge condition of a gasoline direct injection were investigated in a visualized constant volume chamber. The chamber pressure was controlled from 0.1 MPa to 0.9 MPa by the high pressure nitrogen and the chamber temperatures of $25^{\circ}C$, $60^{\circ}C$ and $80^{\circ}C$ were controlled by the band type heater. The fuel, iso-octane was injected by a 6-hole injector with the pressures of 7 MPa and 12 MPa. From the experiments results, it is confirmed that at lower chamber pressure, the penetration length and spray angle are mainly affected by the chamber temperature with the vaporization of the fuel droplets and generated vortices at the end region of the spray. And at higher chamber pressure, the penetration lengths at the end of the injection were about 50~60% of that at lower chamber pressure regardless of the chamber temperature and the effect of fuel injection pressure is larger than that of the chamber temperature which results from larger penetration lengths at higher fuel injection pressure than at lower fuel injection pressure regardless of the chamber temperatures.
It is well known that NOx formation has a strong dependence on the maximum temperature and correspondingly with the maximum chamber pressure of a closed combustion system. However, in a case of impinging-jet-flame (IJF hereafter) combustion with opposed dual pre-chambers, low $NO_x$ formation with high pressure could be achieved, but its mechanism has not been clearly understood so far. In this study, a three-dimensional analysis is adopted to resolve time-variant local properties that might indicate the mechanism of IJF combustion. Numerical results are verified by comparing them with experiments. The IJF combustion in a vessel with no pre-chamber, with single pre-chamber, and with dual pre-chambers is studied. The orifice diameter and the volumetric ratio of pre-chamber are used as geometric parameters. The effects of main-chamber ignition delay time and combustion time of main-chamber, orifice exit velocity, orifice exit temperature, turbulent kinetic energy of main-chamber and spatial distribution of temperature in the latter stage of combustion are investigated. A longer main-chamber ignition delay and a shorter main-chamber combustion time suppress the formation of high temperature region with respect to mean temperature, which consequently results in less NO production.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.25
no.2
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pp.395-402
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2001
The gasoline engine tends to high performance, fuel economy, small-sized. Therefore, it is necessary to solve the problems on thermal load, abnormal combustion, etc, in the engine, Thine film instantaneous temperature measurement probe was made. And the manufactural method of probe was established. The instantaneous surface temperatures in the constant volume combustion chamber were measured by this probe and the heat flux was obtained by Fourier analysis. The authors measured the wall temperature of combustion chamber and computed the heat flux through the cylinder wall in order to understand the combustion characteristics depending on height of probe. For achieving this goal, the thin film instantaneous temperature probe was developed for analyzing the instantaneous surface wall temperature and unsteady heat flux on the constant volume combustion chamber.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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