• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.29-38
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• 2010

하이브리드 로켓을 위한 파라핀 왁스/LDPE 혼합 연료에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 혼합 연료 의 성능 평가를 위해 혼합 연료의 다양한 연소 특성을 순수 파라핀, HTPB, HDPE, SP-1a 연료와 비교하였다. 순수 파라핀의 후퇴율은 HDPE에 비해 large-scale과 lab-scale 모터에서 각각 10.2, 9.8배 증가 하였다. Lab-scale 혼합 연료의 후퇴율은 HDPE에 비해 3.4배 증가하여 HTPB, HDPE 연료보다는 높은 후퇴율을 나타냈으나 순수 파라핀, SP-1a에 비해서는 낮은 후퇴율을 나타냈다. 혼합 연료의 특성속도와 비추력은 순수 파라핀, HTPB, HDPE 보다 높았고 SP-1a 연료와 대등하였다. 이로부터 혼합 연료가 효과적인 하이브리드 로켓 연료가 될 수 있음을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.49-56
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• 2006

The single droplet combustion characteristics of multicomponent fuel such as diesel-oxygenate and diesel-paraffin blends under high ambient temperature and atmospheric pressure were investigated in the study. The results of the study may be concluded as follows : In the combustion of diesel fuel droplet with additive of oxygenate and paraffin, the dimensionless droplet size of $(D/D_o)^2$ was linearly decreased with time. A fuel droplet with low boiling temperature additives and in high boiling temperature diesel fuel evaporates and burns faster than usual diesel fuel. This rapid burning may result from so-called "micro-explosion" and its burning intensity varies with the types of additives. The results above may suggest that rapid evaporation of oxygenate additive in the middle stage of combustion can contribute much to combustion improvement of blended fuels. When compared to ordinary diesel fuel, neat oxygenate and paraffin fuels show blue flame during entire combustion which prove smokeless combustion.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권5호
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• pp.552-561
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• 2006

The single droplet combustion characteristics of diesel fuel and low quality oil with additive oxygenate and paraffin under high ambient temperature and atmospheric pressure were investigated in the study. The results of the study may are concluded as follows: In the combustion of diesel fuel and low quality oil droplet with additive of oxygenate and paraffin. the dimensionless droplet size of $(D/Do)^2$ was linearly decreased with time. A fuel droplet with low boiling temperature additives and in high boiling temperature base fuel evaporates and burns faster than usual base fuel. Especially. these trends were remarkably obtained by decreasing boiling point and increasing blending contents of additives in case of oxygenated agents rather than n-paraffin agents. This rapid burning may result from so-called 'micro-explosion' and its burning intensity varies with the types of additives. The results above may suggest that rapid evaporation of oxygenate additive in the middle stage of combustion can contribute much to combustion improvement of blended fuels.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.225-228
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• 2009

하이브리드 로켓에서 파라핀계 연료의 연소 특성을 HDPE 연료와 비교하였다. 순수 파라핀 왁스를 사용한 경우 후퇴율은 HDPE에 비해 12.1배로 매우 빠른 후퇴율을 보였으나 특성 속도는 매우 낮았다. 순수 파라핀에 10 wt%의 LDPE를 블렌딩한 연료의 경우 순수 파라핀에 비해 후퇴율이 감소한 반면 HDPE에 비해서는 3.5배로 빠른 후퇴율을 보이면서도 특성속도는 증가되었다. 이를 통해 순수 파라핀에 폴리머계 연료를 블렌딩함으로써 연소 효율을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.54-60
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• 2016

본 연구에서는 하이브리드 추진시스템의 덕티드 로켓용 가스발생기 적용을 위하여 낮은 산화제 유속 범위에서 HDPE multi-port(7port) 그레인 및 파라핀 그레인을 이용한 연소 시험을 수행하였다. 파라핀 연료의 경우 일반적인 덕티드 로켓용 가스발생기의 O/F비 작동조건인 0.3~0.8의 범위를 충족시켜 덕티드 로켓용 가스발생기로서의 적용가능성을 확인하였다. 산화제 유속 $35kg/m^2s$ 이하의 구간에서 산화제유속에 따른 O/F비의 변화가 일어나지 않는 구간이 존재함을 확인함으로써 VFDR 가스발생기로서의 적용가능성 또한 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.261-264
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• 2008

고체 연료로 파라핀을 사용하고 산소를 산화제로 사용하는 하이브리드 로켓의 연소 특성에 대해 실험 연구를 진행하였다. 특히 연소실 내부의 압력과 연료 그레인의 형태에 따른 영향을 살펴보았다. 연소 시 산화제의 유입량을 변화시키며 연소실 내부의 압력을 측정하였다. 관찰된 압력변화 범위 내에서 연소실 내부의 압력이 증가할 때 후퇴율도 증가함을 보여주었다. 또한 연료 그레인 형태의 변화에 따라 후퇴율이나 추력 등은 어느 정도 경향성을 보인다. 산화제 유입 부분에 공간을 마련하면 추력이 증가하나 노즐 가까운 곳에 형성한 공간은 추력 상승에 큰 도움이 되지 않는다.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.204-210
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• 2020

본 연구에서는 F-T 공정을 통해 합성하여 제조한 바이오항공유(Bio-7629, Bio-5172)와 기존에 사용 중인 석유계항공유(Jet A-1)의 점화특성을 비교하여 분석하였다. Combustion research unit (CRU) 장비를 활용하여 각 항공유의 점화지연시간을 측정하였고, 그 결과를 연료의 물성 및 구성 화합물에 대한 분석을 통해 해석하고자 하였다. 점화지연시간은 Bio-5172가 가장 짧게 측정되었으며 Jet A-1이 가장 길게 측정되었다. 이는 물리적 점화지연시간에 영향을 줄 수 있는 연료의 물성 측면에서 Jet A-1이 가장 큰 표면장력을 가지며 Bio-5172가 가장 낮은 점도를 갖기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 각 연료를 구성하는 화합물의 종류 및 비율에 대하여 분석한 결과, 실험 대상 바이오항공유에 없는 방향족화합물이 Jet A-1에는 약 22.8%의 비율로 존재함을 확인하였다. 이는 산화 과정 시에 비교적 반응성이 낮은 benzyl radical을 생성하여 점화지연시간이 길게 측정되는 데에 영향을 주는 것으로 판단된다. Bio-7629와 Bio-5172는 paraffin으로만 구성되어 있으며, n-/iso-의 값은 각각 0.06, 0.80으로 큰 차이를 보였다. 가지화 된 정도가 낮은 paraffin일수록 산화 시에 생성되는 peroxy radical의 이성질화가 빠르게 진행되어 점화의 전파속도 또한 빨라진다. 따라서 n-paraffin의 함량이 비교적 높은 Bio-5172의 경우에 점화지연시간 또한 짧게 측정된 것으로 해석된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.37-44
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• 2013

Generally, a reduced chemical mechanism of n-heptane is used as chemical fuel of a 3-D diesel engine simulation because diesel fuel consists of hundreds of chemical components and various chemical classes so that it is very complex and large to use for the calculation. However, the importance of fuel in a 3-D simulation increases because detailed fuel characteristics are the key factor in the recent engine research such as homogeneous charged compression ignition engine. In this study, normal paraffin, iso paraffin and aromatics were selected to represent diesel characteristics and n-dodecane was used as a representative normal paraffin to describe the heavy molecular weight of diesel oil (C10~C20). Reduced kinetics of iso-octane and toluene which are representative species of iso paraffin and aromatics respectively were developed in the previous study. Some species were selected based on the sensitivity analysis and a mechanism was developed based on the general oxidation scheme. The ignition delay times, maximum pressure and temperature of the new reduced n-dodecane chemical mechanisms were well matched to the detailed mechanism data.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.791-796
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• 2017

본 연구에서는 알루미늄 입자 크기에 따른 파라핀 혼합연료의 연소 특성에 관한 실험을 수행하였다. 평균 입도 100 nm 및 $8{\mu}m$ 크기의 알루미늄 입자와 Sasol사의 마이크로크리스탈린 파라핀 왁스(Sasol 0907)를 이용하여 연소실험을 수행하였고 순수 파라핀과 알루미늄 입자 5 wt%를 첨가한 파라핀 혼합연료의 후퇴율과 압력선도, 특성배기속도 등을 비교하였다. 마이크로 입자의 첨가는 산화제 유속이 증가할수록 후퇴율을 향상시켰으나 나노 입자의 첨가는 후퇴율이 감소하는 경향을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.620-627
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• 2019

본 연구에서는 서로 다른 원료를 이용하여 HEFA 공정을 통해 제조한 국내외 바이오항공유(Bio-ADD, Bio-6308, Bio-7720)의 점화지연특성을 비교 및 분석하였으며, 이러한 바이오항공유의 실제 시스템에의 적용 가능성을 확인하기 위하여 기존에 사용되고 있는 석유계항공유(Jet A-1) 및 바이오항공유와 석유계항공유를 일정한 비율(50:50, v:v)로 혼합한 연료의 점화지연특성에 대해서도 분석하였다. 각 항공유의 점화지연시간은 CRU 장비를 사용하여 측정하였으며, 결과 해석을 위해 표면장력 측정, GC/MS 및 GC/FID 분석을 수행하였다. 그 결과, 모든 온도 조건에서 Jet A-1의 점화지연시간이 가장 길게 측정되었는데, 이는 aromatic compounds가 약 22.8% 존재하여 분해 과정에서 열적으로 안정하고 주변 산소와도 반응성이 낮은 benzyl radical이 생성되기 때문인 것으로 판단된다. 바이오항공유의 점화지연시간은 모두 비슷하게 측정되었는데, 이는 각 항공유를 구성하는 n-paraffin과 iso-paraffin의 비율(n-/iso-)이 약 0.12로 서로 비슷한 값을 가지며, cycloparaffin의 구성 비율도 약 3% 미만으로 크게 차이가 없기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 국내외에서 개발된 바이오항공유(Bio-ADD, Bio-6308)를 석유계항공유와 50:50(v:v)으로 혼합한 연료의 점화지연시간은 혼합하지 않은 Jet A-1과 각 바이오항공유가 갖는 점화지연시간의 사잇값으로 측정되어, 기존에 사용 중인 시스템을 변경하거나 개선하지 않아도 적용이 가능함을 확인하였다.