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예연소실 점화 플러그의 화염 분출구 직경에 따른 매립지가스의 연소 특성
김권세,전영철,최두석,Kim, Kwonse,Jeon, Yeong-Cheol,Choi, Doo-Seuk 중소기업융합학회 2021 융합정보논문지 Vol.11 No.7
본 연구는 LFG(Land Fill Gas)의 주성분인 메탄(CH<sub>4</sub>) 60%와 이산화탄소(CO<sub>2</sub>) 40%로 구성된 매립지가스를 활용하여 정적연소 환경에서 연소의 초기 불안정성을 해결할 수 있는 실험적인 연구결과를 제안하는 것이다. 실험조건은 공기과잉율 0.9~1.6, 초기연소를 위한 압축압력 3bar, 실험주변온도 25℃, 실험용 연료가스 메탄, 예연소실 화염 분출구 직경 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5mm로 설정하였다. 실험결과 M3.0 모델에서 초기화염의 확산성이 매우 증가된 특성을 확인할 수 있으며, 이와 같은 증가의 특성은 공기 과잉률이 0.9, 1.0, 1.2에서 오리피스의 효과가 극도로 향상하게 되었다는 점을 알 수 있었다. 결과적으로, 본 실험을 통하여 M3.0으로 설계된 예연소실 화염 분출구 치수를 LFG에 적용할 경우 기존의 점화 플러그 특성 보다 부분적인 연소의 성능을 높일 수 있다는 점을 확인할 수 있었다. This research work is to suggest the experimental results capable of solving an initial unsuitability of combustion and environment in a constant volume combustion chamber by using LFG(Land Fill Gas) which consists of 40% CO<sub>2</sub> and 60% CH<sub>4</sub>. The experimental condition is set as 0.9~1.6 of air-fuel ratio, 3bar of combustion pressure, 25℃ of room temperature, methane for using gas, and 2.5~4.5 of Pre-chamber hole sizes. As a result, it can be seen that diffusion of initial flame is significantly increased by M3.0 model comparing with other one. The reason for the characteristics is that orifice effect is extremely improved by 0.9, 1.0, and 1.2 of air-fuel ratio comparing with other one. Consequently, this experiment is shown that M3.0 model is partially capable of improving combustion performance than a conventional ignition plug in case of applying to LFG with Pre-chamber design.
디젤기관의 배출가스 와류기 영향에 의한 유동특성에 관한 연구
김영일(Youngil Kim),김권세(Kwonse Kim),이동원(Tongwon Lee),홍금표(Geumpyo Hong),정승현(Seunghyun Jeong) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 지부 학술대회 논문집 Vol.2021 No.5
This work is to attempt the experiment and analysis to investigate the effects of exhaust flow and fuel consumption efficiency. The vortex formed with mixer structure in an exhaust muffle is measured IM240 mode during working an engine. The experiment device is used as mixer structure capable of forming the vortex in experimental and analytic model. The mixer is used to analyze distribution characteristics of pressure, velocity, and temperature. The analytic condition is equally fitted by 106,101 with regards to total cells and fluid cells in virtual mesh setup. The fluid cells contacted with solid is set as 44,799. As a result, although the velocity is significantly increased by vertex strength and shearing strength when being applied with a mixer model, it could be seen that the noise is reduced rather than in case of not applied with mixer. Consequently, fuel consumption efficiency measured by IM240 is shown to be partially increased in case of applying a mixer from 17.2km/L to 22.9km/L.