• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권4호
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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.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제7권4호
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• pp.391-397
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• 2006

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 effect of pressure, temperature and turbulence on soot formation. Premixtures are simultaneously ignited by eight spark plugs located on the circumference of chamber at 45 degrees intervals in order to observe the soot formation under high temperature and high pressure. The eight converged flames compress the end gases to a high pressure. The laser schlieren and direct flame photographs with observation area of 10 mm in diameter are taken to examine 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 changes of pressure and temperature during soot formation are controlled by varying the initial charging pressure and the volume fraction of inert gas compositions, respectively. It is found that the soot yield increases with dropping the temperature and raising the pressure at a constant equivalence ratio, and the soot yield in turbulent combustion decreases as compared with that in laminar combustion because the burnt gas temperature increases with the drop of heat loss for laminar combustion.

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.42-48
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• 2014

미분탄의 연소 또는 열분해 과정으로부터 발생하는 tar-soot는 복사 열전달 및 질소산화물의 추가적인 발생 원인이라는 관점에서 의미 있게 다루어지고 있다. 최근 저열량탄이 증가함에 따라 시멘트의 원료로 재활용되던 석탄회에서 다량의 미연분과 tar-soot가 포함되어 오히려 다시 반입되는 사례가 빈번해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 저열량탄 사용 확대에 따른 혼탄연소 조건에서 tar-soot의 배출특성을 살펴보기 위해 반응기로써 LFR(Laminar Flow Reactor)을 적용하였으며, 연료로는 현재 국내발전소에서 사용 중인 역청탄 2종(MOUNTAIN, MACARHTUR)과 아역청탄(KPU)을 이용하여 단탄별 tar-soot 배출특성과 혼소비에 따른 배출특성을 화염의 구조 변화와 함께 측정하였다. 휘발분이 많은 아역청탄의 soot cloud 길이는 역청탄에 비해 길었지만 전체적인 화염 길이는 짧아졌다. 단탄별 실험결과에서는 역청탄의 tar-soot 발생량이 아역청탄의 발생률보다 높았으며 역청탄 중 휘발분 함량이 많은 MOUNTAIN탄이 상대적으로 휘발분 함량이 적은 MACARHTUR탄의 tar-soot 발생률보다 높았다. 혼소시에는 단탄의 연소특성과는 다른 새로운 특성을 나타내었으며 저열량탄과 혼소되는 역 청탄의 종에 따라 tar-soot 발생량이 지배되는 것을 확인하였으나 혼소비에 따른 평균적 특성이 아닌 완전히 차별되는 배출특성을 나타냄에 따라 석탄의 등급에 따라 최적의 혼소비를 찾아서 연소시키는 것이 tar-soot 발생량을 줄일 수 있는 방법임을 의미한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.76-84
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• 2019

성능위주설계(PBD)의 주방 화재시뮬레이션을 위해 요구되는 목재 가연물의 CO 및 Soot yields 정보를 제공하기 위하여, 개방 콘 칼로리미터를 활용한 실험이 수행되었다. 싱크장 제작에 널리 사용되는 MDF와 PB를 대상으로 함수율, 표면 가공처리 방식 및 색상에 따라 총 8가지의 시편이 검토되었다. 주요 결과는 다음과 같다. 동일 두께의 시편이라도 표면 가공처리 방법에 따라 깊이 방향으로의 화재확산과 관련된 열적 관통시간에 상당한 변화가 발생됨이 확인되었다. MDF와 PB series의 CO yield는 유염 연소 구간에서 연소 모드별 그리고 표면 가공처리 방식에 따라 큰 변화가 없다. 그러나 유염 연소모드에 비해 훈소 모드에서는 약 10배의 높은 $y_{CO}$가 측정되었다. 반면에 Soot yield는 연소 모드와 표면 가공처리 방식에 따라 상당한 차이를 보였다. 특히 유염 연소모드와 표면이 가공 처리된 시편에서 보다 높은 $y_{soot}$가 확인되었다. 마지막으로 PBD의 주방 화재시뮬레이션을 위하여 측정된 MDF와 PB의 $y_{CO}$ 및 $y_{soot}$ 적용 방안이 논의되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권4호
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• pp.468-480
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• 1998

The temporal and spatial distributions of soot volume fractions were measured for single toluene droplet flames as a function of pressure under the normal-gravity condition. In order to characterize the transient nature of the flame and sooting regions, a full-field light extinction and subsequent tomographic inversion technique was used. The reduction in sooting as a function of pressure was assessed by comparison of the maximum soot volume fractions at several vertical positions along the axis above the droplet. The maximum soot volume fraction was reduced by 70% when the pressure was reduced by 60% from 1 atm to 0.4 atm. The reduction in sooting is attributed to variation of the geometric configuration of flame which reduces the system Grashof number as well as only the change in the adiabatic flame temperature as the pressure decreases. The gravimetrically-measured total soot yield was also compared to the optically-measured soot volume fraction to obtain a correlation between the two measurements. As a result, the total soot yield was linearly proportional to the optically-measured maximum soot volume fraction and linearly reduced as the pressure decreased. Accordingly, the non-intrusive full-field light extinction-measurements were able to be calibrated not only to measure soot volume fraction, but to simultaneously evaluate the total soot yield emitted from the toluene droplet flame (which is useful in the practical application).

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.93-99
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• 2009

본 연구는 ISO-9705 표준화재실의 40% 축소모형실험 결과와 FDS 화재해석 결과의 비교분석을 통하여 FDS 화재해석 모델에 적용된 CO 와 soot의 생성율(yield rate)에 기초한 접근방식의 타당성을 검토한다. 일반적으로 생성율은 연료적인 특성인 동시에 공간의 환기조건이나 열적조건등에 영향을 받게 된다. 그러나 FDS 해석에 적용되는 연료의 생성율은 환기량이 충분한 상태(well ventilated condition)에서 측정되어진 물성으로써 공간내부의 CO와 soot 농도는 연료의 종류와 화원의 크기에 의해서만 결정된다. 따라서 환기조건과 연료특성에 따른 화재공간 내부에서의 CO와 soot 농도를 측정하여 이 결과를 FDS 시뮬레이션 결과와 직접 비교함으로써 환기조건 및 연료종류에 따른 CO 와 soot의 생성율 개념의 타당성을 고찰해보고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제27권7호
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• pp.889-898
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• 2003

The soot yield is studied by a premixed propane-oxygen-inert gas combustion in a specially designed disk-type constant-volume combustion chamber to investigate the effect of 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 and high temperatures. 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. It is found 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.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.29-36
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• 2019

다층·다성분 난연성 케이블의 화재시뮬레이션에서 요구되는 연소물성이 콘 칼로리미터를 통해 측정되었다. 난연성 케이블의 주요 재질에 따른 CO 및 Soot yields 그리고 연소열이 검토되었다. 케이블의 난연성능이 우수한 TFR-8(고난연성 PCV 및 XLPE 첨가), TFR-CVV-SB(고난연성 PCV 및 일반 PVC로 구성) 및 VCTF가 각각 대상으로 고려되었다. 주요 결과로서, 난연성케이블인 TFR-8과 TFR-CVV-SB는 입사 복사열유속이 25 kW/㎡에서 50 kW/㎡으로 증가됨에 따라 CO yield(y_CO) 는 각각 23% 와 16% 증가한다. 반면에 VCTF의 CO yield는 복사 열유속의 변화에 큰 영향을 받지 않는다. 마지막으로 Soot yield 및 연소열은 시스의 재질(난연성능)이 강화될수록 복사 열유속에 의한 차이가 증가됨이 확인되었다. 따라서 다양한 열유속이 공존하는 화재환경에서 난연성 케이블의 연소물성의 적용에는 상당한 주의가 요구된다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.209-212
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• 2012

This study was performed to analyze coal flames and measure tar and soot yields and structures of chars for two coals depending on the volatile content by the LFR(Laminar Flow Reactor) which can be applied to a variety of coal researches. The results show that volatile contents and oxygen concentration have significant influence on length and width of the soot cloud and it also indicate that the length and width of the cloud in condition of combustion decrease than those of pyrolysis atmosphere. Until the sampling height reach at 50 mm, the tar and soot yields of Berau (Sub-bituminous) coal contained relatively lots of volatile matters are less than those of Glencore A.P. (Bituminous) coal. On the other hand, tar and soot yields of Berau coal are higher than those of Glencore A.P. coal by reacted residual volatile matter. In addition, the images of samples obtained from the particle separation system of the sampling probe support for above results with the yields, and the pore development of char surface by devolatilization.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.589-597
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• 1992

본 연구에서는 고압하의 분무연소에 있어서 매연생성에 대한 기초적 자료를 얻기 위해 난류 확산화염의 복잡한 디이젤 분무연소를 예혼합기에 의한 단순한 연소에 서 모델링 될 수 있는 특수 정적연소 장치를 제작했다. 이러한 정적 연소용기내의 프로판-공기 예혼합기연소를 대상으로, 주로 압력이 매연생성에 미치는 영향을 2색법 에 의한 연소가스온도측정과 더불어 4MPa까지의 넓은 압력범위에 걸쳐 조사했다.