• 한국연소학회지
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• 제6권2호
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• pp.1-7
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• 2001

In order to elucidate the turbulent burning velocity of the two-component fuel mixtures, the lean and rich two-component fuel mixtures, where methane, propane and hydrogen were used as fuels, were prepared keeping the laminar burning velocity nearly the same value. Clear difference in the measured turbulent burning velocity at the same turbulence intensity can be seen among the two-component fuel mixtures with different addition rate of fuel, even under nearly the same laminar burning velocity. The burning velocities of lean mixtures change almost monotonously as changing addition rate, those of rich mixtures, however, do not show such a monotony. These phenomena can be explained qualitatively from the local burning velocities, estimated by considering the preferential diffusion effect for each fuel component. In addition, a prediction expression of turbulent burning velocity proposed for the one-component fuel mixtures can be applied to the two-component fuel mixtures by using the estimated local burning velocity of each fuel mixture.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.759-764
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• 2005

In this paper, numerical analysis of hydrogen recycle system has been conducted in order to enhance the efficiency of automotive fuel cell. Generally, the excess hydrogen is provided in the automotive fuel cell. Since the non-reaction hydrogen reduces automotive fuel cell efficiency, reuse of the non-reaction hydrogen can be helpful to improve the fuel cell performance. In case of PEM FC, the water vapor is provided to hydrogen from the cathode so that the mixture experiences phase change depending on the changes of pressure and temperature. The internal flow of the mixture in the hydrogen recirculation system of fuel cell was investigated for real flow conditions. The variation of performance, properties and mass fractions of mixture, hydrogen and water-vapor were investigated. This study was performed based on 80KW level automotive fuel cell's recycling system.

• 동력기계공학회지
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• 제13권6호
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• pp.13-21
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• 2009

This basic study is required to examine spray or jet behavior depending on fuel phase. In this study, analyses of diesel fuel(n-Tridecane, $C_{13}H_{28}$) spray and natural gas fuel(Methane, $CH_4$) jet under high temperature and pressure are performed by a general-purpose program, ANSYS CFX release 11.0, and the results of these are compared with experimental results of diesel fuel spray using the exciplex fluorescence method. The simulation results of diesel spray is analyzed by using the combination of Large-Eddy Simulation(LES) and Lagrangian Particle Tracking(LPT) and of a natural gas jet is analyzed by using Multi-Component Model(MCM). There are two study variables considered, that is, ambient pressure and injection pressure. In a macroscopic analysis, the higher ambient pressure is, the shorter spray or jet tip penetration is at each time after start of injection. And the higher injection pressure is, the longer spray or jet tip penetration is at each time after start of injection. When liquid fuel is injected, droplets of the fuel need some time to evaporate. However, when natural gas fuel is injected, the fuel does not need time to evaporate. Gas fuel consists of minute particles. Therefore, the gas fuel is mixed with the ambient gas more quickly at the initial time of injection than the liquid fuel is done. The experimental results also validate the usefulness of this analysis.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.31-38
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• 2015

현재 기후 온난화의 주요원인 이산화탄소의 배출은 전 세계적으로 문제가 되고 있다. 이에 따라, 기존에 존재하는 화력 발전소 및 철강 공장과 같은 다량의 이산화탄소를 발생시키는 공장에서는 이산화탄소의 격리와 저장 등의 기술이 필요해졌고, 현재 많은 공장에서 실제 분리가 일어나고 있다. 또한 이러한 직접적인 배출량 감소 말고도 간접적으로 이산화탄소의 배출을 줄일 수 있는 일산화탄소, 수소 등의 환원가스의 재사용에 대해서도 여러 방식으로 연구가 이루어지고 있다. 이에 따라, 대표적인 가스 분리공정 중 하나인 Pressure swing adsorption(PSA)나, 최근 몇몇 공장에서 실 사용이 이루어지고 있는 막 분리공정을 사용하여 이산화탄소, 일산화탄소 및 수소를 분리하는 많은 연구들이 수행되어 왔다. 또한, 이 두 종류의 공정을 합친 하이브리드 공정에 대한 연구도 존재했다. 하지만 분리 목표 가스가 두 가지 이상인 다성분 기체에 대하여 연속공정 모델을 만들고, 이 모델 전체에 대해 조업 최적화 및 경제성 평가를 다룬 연구는 진행되어 오지 않았다. 본 논문에서는 이산화탄소, 일산화탄소, 수소 및 다른 기체들을 포함한 다성분 기체를 대상으로 환원가스로 사용 가능한 일산화탄소, 수소와 분리 저장이 필요한 이산화탄소를 분리하는 PSA와 막 공정을 사용한 연속공정 모델을 개발하고, 이 모델을 사용하여 가능한 시나리오들을 생성한 뒤 조업 최적화를 진행해 경제성을 평가하였다. 그 결과, 수소 가스의 조성이 초기에 14% 정도일 경우 수소를 분리하는 것보다 연료로 사용해야 하며, $CO_2$와 CO의 조성이 30% 정도로 유사할 경우 $CO_2$를 먼저 분리하는 것이 유리하다는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서 진행한 결과를 통해 분리 대상 기체의 분리 경제성을 분석하여 가스 분리 여부 결정에 도움을 줄 수 있을 것이다.