• 해양환경안전학회지
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• 제18권2호
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• pp.139-144
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• 2012

매연 생성에 대하여 톨루엔의 영향을 알아보기 위하여 순수에틸렌 대향류 확산화염에 톨루엔을 소량 혼합하여 수치해석을 수행하였다. 톨루엔($C_7H_8$)의 혼합 비율은 3%, 5%, 10%, 및 20%로 하였다. 계산에는 CHEMKIN III 기반의 Senkin 코드와 oppdif 코드를 이용하여 0-D 계산과 1-D 계산을 수행하였다. 0-D의 Senkin 계산에서는 톨루엔의 혼합율이 증가할수록 메틸라디칼의 농도는 증가하고 이에 따른 벤젠의 농도도 증가하였다. 이는 순수 에틸렌 화염에 톨루엔을 혼합할 경우 더 많은 매연이 생성될 것이라는 걸 의미한다. oppdif 코드에 의한 1-D 계산에서는 10% 톨루엔 반응식으로부터는 H 라디칼의 생성율이 결정적인 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 위 결과들로부터 확산화염 내 매연 생성에 있어 메틸라디칼, 벤젠과 H 라디칼이 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권5호
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• pp.468-474
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• 2012

이 연구에서는 친환경 선박용 재료로 각광받는 탄소나노물질에 대하여 실험적 연구를 수행하였다. 탄소나노물질의 합성을 위한 열원으로서는 대향류 메탄 화염을 이용하였다. 탄소나노물질 합성을 위한 촉매로서는 페로센을 사용하였다. 합성 특성을 파악하기 위한 주요 파라메타로는 대향류 메탄 화염에 수소의 혼합 비율과 샘플링 위치를 변화시켰다. 탄소나노물질의 성향은 SEM과 TEM 이미지를 이용하여 결정되었다. 실험 결과로서는 수소의 혼합 비율이 증가할수록 탄소나노물질의 생성이 잘 이루어졌다. 또한 대향류 메탄 확산화염 내 탄소나노튜브의 생성을 위한 적정 온도로는 1500 K 정도가 적당하다는 것을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권3호
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• pp.301-306
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• 2010

DME는 환경 친화적인 특성으로 인해 현재 전 세계적으로 주목을 받고 있다. 지금까지 DME는 매연을 적게 생산하는 청정 에너지라는 특성으로 인해 디젤 자동차의 주요 대체 에너지로서 연구되어 왔다. 이에 본 연구에서는 에틸렌 대향류 확산화염에 DME를 5%, 14% 및 30% 혼합했을 때, DME의 혼합 비율에 따른 매연의 수밀도 및 크기에 대한 영향을 조사하였다. 레이저 투과법 및 산란법을 이용해 수밀도 및 크기를 측정하였다. 그 결과 DME를 30% 혼합한 경우에는 매연이 감소한 반면, 5%와 14%의 혼합 비율에서는 매연이 증가하는 경향을 나타내었다. 이 결과는 DME가 매연 생성이 적은 청정 연료로 알려진 것과는 달리 에틸렌 확산화염 내에서는 DME의 혼합에 따라 매연 생성이 증가될 수 있다는 것을 의미한다.

• 한국연소학회지
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• 제8권1호
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• pp.36-45
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• 2003

The subject of turbulent premixed flames has been focused by many researchers for a number of decades. Especially, Borghi suggested a magnificent diagram classifying turbulent combustion areas and Lipatnikov and Chomiak modified this diagram. Recently, experimental techniques have been developed so that we can use PIV for measuring 2D velocity field and apply OH PLIF techniques for obtaining flame locations. In present study, a new diagram is proposed using strain rates and OH signal intensity. Thus, simultaneous PIV and OH PLIF measurements are used for shear strain rates and flame locations, respectively. It is believed that the shear strain rates represent flow characteristics such as turbulence intensity and the OH intensity indicates the flame characteristics such as burning velocities.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.238-248
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• 2022

세계는 탄소 중립 사회로의 전환을 추진하고 있으며, 탄화수소계 연료를 수소로 대체함으로써 탄소 중립에 대한 기여를 기대할 수 있다. 하지만 수소 연소에 따른 질소산화물을 제어하기 위한 기술이 필요하며, 무화염 연소 기술이 하나의 대안이 될 수 있다. 본 연구는 수소 함량 및 배가스 재순환율에 따른 메탄-수소 연료의 연소 및 반응 특성을 분석하기 위해 Chemkin 기반의 1차원 대향류 확산화염 모델을 이용하여 해석을 수행하였다. 메탄 연소시 재순환율이 2에서 3으로 증가할 때 열방출의 흡열 구간이 없고 최대 열방출률 영역이 하나로 병합되는 무화염 연소가 달성되었다. 재순환율 3의 수소 전소 시 열방출 측면에서 무화염 연소가 달성되었으나, 화염 구조의 측면에서는 무화염 연소 달성 여부의 판단이 어렵다. 하지만 NO 생성량은 메탄 무화염 연소와 비교하여 유사한 수준으로 예측되었기에 수소 무화염 연소를 규정하기 위해서는 화염 구조, 열방출, NOx 생성에 대한 복합적인 고려가 필요하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권1호
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• pp.125-131
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• 1997

The extinction of premixed flames under the influence of stretch is studied numerically. A wide range of fuel (hydrogen, ethylene, acetylene, methane, propane and methanol) and air mixtures are established in an opposed jet and their flame properties such as flame speed, flame thickness, thermal diffusivity, and stretch rate at extinction are computed. Computations are made using several chemical kinetic mechanism (Smooke, Kee et al. and Peters). The major result is that, in contrast to the various previous claims of extinction Karlovitz number varying over three orders of magnitude, it is found to be constant around two for all of the mixtures tested. That is, premixed flames are extinguished when the physical flow time decreases (due to increased stretch rate) to the point where it approximately equals the chemical reaction time. Here the relevant chemical reaction time is not the one computed using the one-dimensional flame properties as originally suggested in the formulation of Karlovitz number, but rather it is the one obtained using the stretched flame properties which fully reflect the effect of straining on the flame structure.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제25회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.1-9
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• 2002

Simultaneous PIV and OH PLIF measurements are used for shear strain rates and flame locations, respectively. It is believed that the shear strain rates represent flow characteristics such as turbulence intensity and the OH intensity indicates the flame characteristics such as burning velocities. However, these are still lack of geometric information, which may be very important to flame quenching Hence, fractal dimensions 'Df) of the OH images are adopted as an additional information. Finally, the flame structure diagram proposed in this research has three parameters, which consist of strain rates, OH intensities and fractal dimensions. The results show that this diagram classifies turbulent premixed flames more effectively based on flame structures. The regime of weak turbulence is limited to narrow strain ranges and has the fractal dimension of about 2 In the regime of moderate turbulence, OH intensities increase as strain rates increase and the values of fractal dimensions are 1.8 Df 1.95. The regimes of thickened reaction and flame extinction (quenching) show bell-shaped and their values of fractal dimensions are 1.5 Df 1.7 and 0.9 Df 0.6, respectively.