• 에너지공학
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• 제2권3호
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• pp.285-292
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• 1993

A cylindrical-shape, horizontal furnace was used to investigate the effect of particle size on the pulverized coal combustion behavior. Three differently-sized fractions (5, 30, and 44 microns in average diameter) of high-volatile bituminous coal, were burned in the test furnace. Ignition characteristics of pulverized coal flame were determined through the amount of methane in the carrier gas for the self-sustaining flame. Easiest ignition occurred with the immediately-sized coal particles. Ignition of coal jet flame appeared to occur through a gas-phase homogeneous process for particles larger than 30 microns. Below this limiting size, heterogeneous process probably dominated ignition of coal flame. Oxygen concentration of combustion air was varied up to 50%, to determine the oxygen-enrichment effect on the coal ignition behavior. Oxygen enrichment of primary air assisted ignition behavior of pulverized coal flame. However, enrichment of secondary air didn't produce any effect on the ignition behavior.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.75-81
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• 2012

고온의 동축류 공기와 수소가 함유된 메탄 연료제트에서 자발화된 층류 부상화염의 특성을 실험적으로 조사하였다. 그 결과로 순수 메탄 제트에서 자발화되는 경계 온도인 920 K 를 초과하는 초기 온도에서 메탄/수소 혼합기의 자발화된 부상화염은 연료 몰분율에 따라 삼지화염 또는 마일드 연소를 보였고, 제트속도에 따라 부상화염의 높이가 증가하는 전형적인 특성을 보였다. 소량의 수소가 첨가된 부상화염의 높이는 메탄의 경우와 유사하게 단열적 점화지연시간의 2 승에 대한 의존성이 유지되었다. 반면에, 초기 온도가 920 K 미만인 경우에서 화염은 수소의 점화 촉진에 의해서 자발화 되었다. 그리고 제트속도가 증가함에 따라 자발화된 부상화염의 높이는 비선형적으로 감소하는 독특한 특성을 보였으며, 수소의 선호확산이 그 현상에 대해서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.7-12
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• 2015

현재까지 수소는 주로 천연가스의 연료 개질에 의해 발생된 합성가스를 이용해 생산된다. 합성가스 내의 수소 수율을 높이기 위해선 추가적인 공정이 필요하다. 하지만, 수소의 수율 향상을 위한 공정에는 별도의 에너지원과 경제적 비용이 수반된다. 그러므로 보다 효율적으로 합성가스를 활용하기 위해 그 자체로 혼합물로 이용하는 방법에 관한 관련 연구들이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 30kW급 발전용 스파크 점화 가스엔진에서 메탄/합성가스 혼합물이 엔진의 주요 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 메탄/합성가스 혼합물에 의해서 최대 실린더 내부 압력과 그 때의 크랭크 각도와 같은 엔진 내 연소 현상은 개선되는 것으로 나타났다. 이를 통해 메탄-합성가스 혼합물의 연료 전환 효율은 메탄-수소 혼합물의 약 98% 수준으로 향상시킬 수 있고 질소산화물 배출량은 메탄-수소 혼합물의 약 12%만큼 감소시킬 수 있다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제9권1호
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• pp.42-48
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• 2011

Six different size of torch-ignition device were applied in a constant volume combustion chamber for evaluating the effects of torch-ignition on combustion. The torch-ignition device was designed for six different volumes and same orifice size. The combustion pressures were measured to calculate the mass burn fraction and combustion enhancement rate. In addition, the flame propagations were visualized by shadowgraph method for the qualitative comparison. The result showed that the combustion pressure and mass burn fraction were increased when using the torch ignition device. And the combustion duration were decreased. The combustion enhancement rates of torch-ignition cases were improved in comparison with conventional spark ignition. Finally, the visualization results showed that the torch-ignition induced faster burn than conventional spark ignition due to the earlier transition to turbulent flame and larger flame surface, during the initial stage. Finally, the initial flame propagation was affected by torch-ignition volume.

• 한국연소학회지
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• 제13권3호
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• pp.9-16
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• 2008

In this study, a cylindrical constant volume combustion chamber is used to investigate the flow and combustion characteristics of methane-air homogeneous mixture under various initial charge pressure, excess air ratios and ignition times. The flame and burning speed, mean gas speed are calculated by numerical analysis to analyze the combustion characteristics. It is found that the mean gas velocity during combustion has the maximum value around 300 ms and then decreased gradually on the condition of 10000 ms, and that the combustion duration is shorten and flame speed and burning velocity have the highest value under the conditions of an excess air ratio 1.1, an initial charge pressure of 0.2 MPa and an ignition time of 300 ms in the present study. And, the initial pressure and burning speed are in inverse proportion, so that it is in agreement with Strehlow who presented that the initial pressure and burning speed are in inverse proportion when the burning speed is under 50cm/s.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제5권3호
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• pp.181-188
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• 2004

A cylindrical constant-volume combustion chamber was used to investigate the flow characteristics at the spark electrode gap and the combustion characteristics of an inhomogeneous charge methane-air mixture under several parameters such as stratified pattern, initial charge pressure, ignition time and the excess air ratio of the initial charge mixture. Flow characteristics including mean velocity and turbulence intensity were analyzed by a hot-wire anemometer. The combustion pressure development, measured by a piezo-electric pressure transducer, was used to investigate the effect of initial charge pressure, excess air ratio and ignition times on combustion pressure and combustion duration. It was found that the mean velocity and turbulence intensity had the maximum value around 200-300 ms and then decreased gradually to near-zero value at 3000 ms. For the stratified patterns, the combustion rate under the rich injection (RI) condition was the fastest. Under the initial charge conditions, the second mixture was accompanied by an increase in the combustion rate, and that the higher the mass which is added in the second stage injection, the faster the combustion rate.

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.89-100
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• 2021

본 논문에서는 메탄엔진 연소시험을 위한 연소시험설비 구축과 예비 시험들을 다루었다. 먼저 액체산소/기체메탄을 추진제로 사용하는 1 kN급 연소기 연소시험설비를 설계 및 구축하였다. 연소시험 전 각 추진제 라인의 수류시험 및 토치 점화기/애프터버너의 점화시험을 통해 연소시험설비의 추진제 공급 안정성, 제어 및 계측시스템 작동, 성공적인 점화를 검증하였다. 마지막으로 예비 연소시험을 수행하여 연소기 시제품의 연소 효율, 열유속, 연소 안정성을 측정하였다. 구축된 연소시험설비는 메탄엔진 연소기 기초연구 및 개발에 유용하게 활용될 예정이다.

• 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.

• 한국가시화정보학회지
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• 제8권1호
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• pp.19-24
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• 2010

Five different size of orifice were applied in a constant volume combustion chamber for evaluating the effects of torch-ignition on combustion. The initial flame development and flame propagation were analyzed by the mass burned fraction and combustion enhancement rate. The combustion pressures were measured to calculate the mass burned fractions and the combustion enhancement rates. In addition, the flame propagations were visualized by the shadowgraph method for the qualitative comparison. The result showed that the combustion pressure and mass burned fraction were increased when using the torch-ignition device. The combustion enhancement rates of torch-ignition cases were improved in comparison with conventional spark ignition. Finally, the visualization results showed that the torch-ignition induced faster burn than conventional spark ignition due to the earlier transition to turbulent flame and larger flame surface, during the initial stage.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 대한연소학회 2003년도 제27회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.139-143
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• 2003

Study on the ignition characteristics of combustor and gas generator for LOx-kerosene liquid rocket engine was performed experimentally through a series of combustion tests of sub-scale engine combustor and gas generator. Characteristic of gas-torch ignitor based on gaseous methane and gaseous oxygen was compared with hypergolic ignition using propellant tri-ethyl-aluminium. Gas-torch ignitor showed good performance on igniting sub-scale liquid rocket engine combustor and gas generator. It was observed that the ignition delay is also affected by the extent of nitrogen in the combustion chamber.