• 제목/요약/키워드: recirculation ratios

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저온연소조건에서 n-heptane/alcohol 혼합연료의 냉염과 열염에 대한 착화지연 관찰 (Observation on the Ignition Delay Time of Cool and Thermal Flame of n-heptane/alcohol Blended Fuel at Low Temperature Combustion Regime)

  • 송재혁;강기중;류승협;최경민;김덕줄
    • 한국연소학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.12-20
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    • 2013
  • The ignition delay time is an important factor to understand the combustion characteristics of internal combustion engine. In this study, ignition delay times of cool and thermal flame were observed separately in homogeneous charge compression ignition(HCCI) engine. This study presents numerical investigation of ignition delay time of n-heptane and alcohol(ethanol and n-butanol) binary fuel. The $O_2$ concentration in the mixture was set 9-10% to simulate high exhaust gas recirculation(EGR) rate condition. The numerical study on the ignition delay time was performed using CHEMKIN codes with various blending ratios and EGR rates. The results revealed that the ignition delay time increased with increasing the alcohol fraction in the mixture due to a decrease of oxidation of n-heptane at the low temperature. From the numerical analysis, ethanol needed more radical and higher temperature than n-butanol for oxidation. In addition, thermal ignition delay time is sharply increasing with decreasing $O_2$ fraction, but cool flame ignition delay time changes negligibly for both binary fuels. Also, in high temperature regime, the ignition delay time showed similar tendency with both blends regardless of blending ratio and EGR rate.

SOFC 산화전극 배기가스 순환 시스템을 위한 이젝터 최적 설계 (Ejector Optimization for SOFC Anode Off-Gas Recirculation System)

  • 조성종
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권2호
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    • pp.139-148
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    • 2013
  • 본 연구에서는 1kW 급 SOFC 시스템의 AOGR(anode off-gas recirculation)을 위한 이젝터를 설계하고 이젝터 적용시의 시스템 효율을 매개변수 연구를 통해 알아보았다. 화공해석 프로그램를 이용하여 이젝터의 작동 조건을 계산하였고, 전역 최적값을 보장하면서도 CFD 계산에 따른 부하를 최소화하기 위하여 유전 알고리듬과 크리깅 모델을 이용하여 최적화를 진행하였다. 최적화를 통해 음속 이젝터에서 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수가 이젝터의 목직경과 1 차 노즐의 위치임을 식별하였다. 유동변수에 대한 매개변수 연구를 통해 설계된 이젝터는 1kW 급 SOFC 의 다양한 작동 조건에서 충분한 유연성을 가지며, SOFC 에 적용시 증기의 56% 와 연료의 8.4% 절감이 가능함을 보였다.

농촌마을의 생활폐기물 처리실태 및 발생특성 연구 (Study on the Waste Treatment Status and Characteristics in the Small Villages)

  • 이형진;최훈근;김성범;조문식;김성미;박수정;정일록;오길종
    • 유기물자원화
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    • 제14권1호
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    • pp.112-130
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    • 2006
  • 마을단위의 폐기물관리개선 방안을 제시하기 위하여 전국의 14개 군을 현지 방문하여 마을단위의 폐기물 관리계획 및 처리실태를 파악하였고 농촌폐기물의 관리실태 및 처리현황을 살펴보았다. 또한 2개 마을을 선정하여 마을에서 배출되는 생활폐기물의 발생량과 성상을 조사하고, 농촌지역에서 노천소각후의 소각잔재물을 채취하여 Pb 등 7개 중금속을 분석하였다. 1. 마을단위쓰레기종량제와 재활용품 분리수거 여부 등을 파악하기 위하여 담당공무원 및 마을이장을 대상으로 한 설문서의 회신율은 담당공무원 70.3%, 이장 31.8%이었다. 2. 농촌지역의 생활쓰레기의 발생량은 A마을 48.6g/인/일, B마을 54.3g/인/일로 나타나 전국의 생활폐기물 발생량 1.05kg/인 보다 적게 나타났으며 이러한 원인은 재활용품이 제외되고 가연성 물질을 소각하기 때문인 것으로 판단된다. 3. 조사대상 14개 군의 마을단위쓰레기종량에 영향을 미칠 것으로 생각되는 인구구조의 고령화단계를 살펴보면 2개 군은 고령화사회, 8개 군은 고령사회, 4개 군은 초고령사회에 해당하였고, 재정자립도와 청소예산재정자립도 평균은 각각 16.1%, 17.9%로 나타나, 전국 평균(57.2%, 31.4%)보다 크게 낮아 농촌지역의 마을단위쓰레기종량제 정착에 저해요인의 하나로 판단된다.

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압력비에 따른 박리 노즐 유동의 수치적 해석 (Numerical Study of Separated Nozzle Flows for Various Pressure Ratios)

  • 김희경;박승오
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.1-9
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    • 2002
  • 압력비에 따라 유동 구조가 달라지는 박리 노즐 유동을 수치적인 방법으로 해석하였다. 축대칭 Navier-Stokes 식에 유한 체적법을 적용하여 공간 차분항에는 AUSM 기법, 시간 차분항은 2차의 시간 정확도를 가지는 기법을 사용하였다. 형상이 주어진 노즐 유동은 압력비에 따라 1차원 해석해가 존재하지만, 수치적으로 해석된 축대칭 노즐 유동은 매우 복잡한 유동 구조를 나타내었다. 압력비에 따라 박리 또는 비박리 유동, 정상 또는 일정한 주기성을 가지는 비정상 유동, Regular reflection, recirculation이 존재하거나 존재하지 않는 Mach Reflection 등의 특징적인 유동을 가지고 있었다. 본 연구에서는 이러한 유동 구조 중에서 박리 노즐 유동을 고찰하여 일정한 규칙성을 가지고 유동 구분을 하였다.

핀틀 변곡 각도에 따른 E-D 노즐 특성에 대한 전산수치해석 연구 (Numerical Study on an E-D Nozzle Characteristics with Various Pintle Inflection Angles)

  • 박상현;문태석;허환일
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.19-27
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    • 2018
  • 본 논문에서는 E-D 노즐 공압 실험 연구의 선행 연구로써, 노즐 압력비에 따라 변화하는 E-D 노즐특성 파악을 위한 해석적 연구가 수행되었다. 설계 변수 중, 핀틀 변곡 각도를 하나의 변수로 하여 서로 다른 세 가지 수치해석 모델을 설계하였다. 노즐 압력비가 낮을 때는 E-D 노즐 내부로 외부 대기가 유입되어 개방 유동장이 형성되었다. 노즐 압력비가 높아짐에 따라 노즐 내부에 재순환 영역이 고립되는 폐쇄 유동장으로 유동 천이가 발생함을 확인하였다. 또한, 전체 노즐 압력비 구간에서 핀틀 변곡 각도가 높은 해석 모델에서 가장 높은 추력 계수가 도출되었다.

2단 연소에 의한 NO 배출 저감에 관한 연구 (Reduction of NO Emission by Two-Stage Combustion)

  • 유현석;최정환;오신규
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.591-596
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    • 1995
  • In order to investigate the reduction of NO emissions, natural gas was fueled for two-stage combustion apparatus. NO and CO emissions were described by five variables: total air ratio, primary air ratio, secondary air injection position, secondary air injection velocity, and swirl ratio. It was mainly observed that, as the primary air ratios of 0 and 0.4 NO emission decreased with increasing the secondary air injection position and secondary air injection velocity. The effect of weak swirl on NO emission was found to be insignificant.

단이 진 경사벽면에 부착되는 2차원 제트유동에 관한 연구 (An investigation on flow characteristics of two dimensional inclined wall attaching offset jet)

  • 송흥복;심재경;윤순현
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제22권1호
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    • pp.52-66
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    • 1998
  • An experimental study on the flow characteristics was performed for a two-dimensional turbulent wall attaching offset jet at different oblique angles to a surface. The flow characteristics were investigated by using a split film probe with the modified Stock's calibration method. The jet mean velocity, turbulent intensity, wall static pressure coefficient profiles, and time-averaged reattachment point were measured at the Reynolds number Re (based on the nozzle width, D) ranging from 17700 to 53200, the offset ratio H/D from 2.5 to 10, and the inclined angle .alpha. from 0.deg. C to 40.deg. C. The Correlations between the maximum pressure position, minimum pressure position, and reattachment point and offset ratios, and inclined angles are presented.

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이동평판에 작용하는 슬롯 충돌제트의 유동 및 열전달에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study of Turbulent Flow and Heat Transfer due to Slot-jet impinging on a Moving flat plate)

  • 이종석;김동건;김문경;윤순현;김봉환
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2798-2803
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    • 2008
  • The confined slot air jet impinging normally on a moving flat surface has been investigated numerically by using commercial CFD code Ansys CFX-V11. Turbulent flows are modeled using k-w turbulence model. Two-dimensional turbulent flow is considered. Calculations were conducted for a nozzle-to-plate spacing of eight slot nozzle width, at three Reynolds number(Re=4500, 6700 and 10,000) and four surface-to-velocity ratios i.e. 0, 0.25, 0.5 and 1. Results are compared against corresponding cases for heat transfer from a stationary plate. Local Nusselt number is calculated under constant wall temperature condition. The analysis reveals that the average Nusselt number increases considerably with the jet exit Reynolds number, but decrease with the plate velocity.

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Detached eddy simulation of flow around rectangular bodies with different aspect ratios

  • Lim, Hee Chang;Ohba, Masaaki
    • Wind and Structures
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    • 제20권1호
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    • pp.37-58
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    • 2015
  • As wind flows around a sharp-edged body, the resulting separated flow becomes complicated, with multiple separations and reattachments as well as vortex recirculation. This widespread and unpredictable phenomenon has long been studied academically as well as in engineering applications. In this study, the flow characteristics around rectangular prisms with five different aspect ratios were determined through wind tunnel experiments and a detached eddy simulation, that placed the objects in a simulated deep turbulent boundary layer at $Re=4.6{\times}10^4$. A series of rectangular prisms with the same height (h = 80 mm), different longitudinal lengths (l = 0.5h, h, and 2h), or different transverse widths (w = 0.5h, h, and 2h) were employed to observe the effects of the aspect ratio. Furthermore, five wind directions ($0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$, and $45^{\circ}$) were selected to observe the effects of the wind direction. The simulated results of the surface pressure were compared to the wind tunnel experiment results and the existing results of previous papers. The vortex and spectrum were also analyzed to determine the detailed flow structure around the body. The paper also highlights the pressure distribution around the rectangular prisms with respect to the different aspect ratios. With an increasing transverse width, the surface suction pressure on the top and side surfaces becomes stronger. In addition, depending on the wind direction, the pressure coefficient experiences a large variation and can even change from a negative to a positive value on the side surface of the cube model.

연소기 내벽의 전면 막냉각 사용시 효율 증대에 관한 연구 (Experimental study to enhance cooling effects on total-coverage combustor wall)

  • 조형희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권1호
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    • pp.165-173
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    • 1997
  • The present study investigates heat/mass transfer for flow through perforated plates for application to combustor wall and turbine blade film cooling. The experiments are conducted for hole length to diameter ratios of 0.68 to 1.5, for hole pitch-to-diameter ratios of 1.5 and 3.0, for gap distance between two parallel perforated plates of 1 to 3 hole diameters, and for Reynolds numbers of 60 to 13, 700. Local heat/mass transfer coefficients near and inside the cooling holes are obtained using a naphthalene sublimation technique. Detailed knowledge of the local transfer coefficients is essential to analyze thermal stress in turbine components. The results indicate that the heat/mass transfer coefficients inside the hole surface vary significantly due to flow separation and reattachment. The transfer coefficient near the reattachment point is about four and half times that for a fully developed circular tube flow. The heat/mass transfer coefficient on the leeward surface has the same order as that on the windward surface because of a strong recirculation flow between neighboring jets from the array of holes. For flow through two perforated plate layers, the transfer coefficients on the target surface (windward surface of the second wall) affected by the gap spacing are approximately three to four times higher than that with a single layer.