경영혁신 생산성 배가 통해 도약기반 조성

황승민,Hwang, Seung-Min 한국전자정보통신산업진흥회 1990 電子振興 Vol.10 No.1

연구논문 : 탈질촉매 내 열화특성과 유동상태에 관한 연구

황승민 ( Seung Min Hwang ) 한국환경과학회 2010 한국환경과학회지 Vol.19 No.9

음식물류 폐수 소각처리에 따른 질소산화물 저감 및 소각설비의 안정성 평가에 관한 연구

황승민(Seung Min Hwang),정진도(Jin Do Chung),송장헌(Jang Heon Song) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.10

음식물류 폐수를 생활 폐기물 소각로에 직접 분사하여 소각처리 하는 방안에 대하여 검토하였다. 소각설비는 연속 스토카식 실증플랜트를 이용하였다. 그 결과 암모니아성 질소(NH₃-N)가 다량 함유된 음식물류 폐수를 분사·소각함으로써 질소산화물(NOx) 농도저감과 동시에 질소산화물(NOx) 저감을 위해 선택적 비촉매 환원장치(selective non-catalytic reduction; SNCR)에서 사용되는 암모니아(NH₃)의 사용량을 절감하는 효과를 가져왔다. 또한, 음식물류 폐수를 분사하여 2차 연소실 출구온도를 적정온도인 870~950℃로 유지하여 소각량을 최대화하는 한편 폐열회수 보일러의 수관외벽 막힘현상 개선을 통한 로의 안정성 확보 및 연속운영기간의 연장을 실현하였다. 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 및 다이옥신 등 대기오염물질 26개 항목에 대하여 측정을 실시한 결과 모두 배출허용 기준치 이하의 값을 나타내었다. We examine the processing method of the food wastewater to direct spray at living waste incinerator. The demoscale stoker system is used as a incineration facility. The results show that it brings effect on the reduction of nitrogen oxide (NOx) concentration as well as the ammonia (NH₃) amount in SNCR (selective non-catalytic reduction) by the incineration of food wastewater which is containing a plentiful ammoniac nitrogen (NH₃-N). Furthermore, the stability of incineration facility and the extension of operation period is actualized as a improvement of clogging phenomenon on outer wall of water pipe as the 870~950 maintain of exit temperature in a second combustor by spray of the food wastewater. The 26 items of air pollution matter of nitrogen oxide (NOx), sulfur oxide (SOx) and dioxin etc. are measured. The results show that it is under the value of allowable exhaust standard.

동시계측에 의한 난류 미분탄 화염의 순간구조에 관한 연구

황승민 ( Seung-min Hwang ) 한국환경과학회 2018 한국환경과학회지 Vol.27 No.5

In this study, a laser sheet technique and PLIF (Planar laser-induced fluorescence) are applied to a laboratory-scale pulverized coal burner of the open type, and the spatial relationship of the pulverized coal particle zone and the combustion reaction zone is examined by simultaneous measurement of Mie scattering and OH-LIF images. It is found that this technique can be used to investigate the spatial relationship of the combustion reaction zone and pulverized-coal particles in turbulent pulverized-coal flames without disturbing the combustion reaction field. In the upstream region, the combustion reaction occurs only in the periphery of the clusters where high-temperature burned gas of the methane pilot flame is entrained and oxygen supply is sufficient. In the downstream region, however, combustion reaction can be seen also within clusters of pulverized-coal particles, since the temperature of pulverized-coal particles rises, and the mixing with emitted volatile matter and ambient air is promoted.

난류 미분탄화염 내 입자거동에 관한 연구

황승민(Seung Min Hwang) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.12

비접촉법으로 유동장이나 온도, 화학종 농도의 계측이 가능한 레이저 응용 계측기술은 연소 메카니즘의 해명뿐만 아니라 수치해석 결과의 정당성을 입증하는 수단으로 최근 주목받고 있다. 본 연구에서는 레이저 도플러 유속계와 쉐도우 도플러 입자 분석계를 이용하여 난류 미분탄 화염 내 입자거동에 대하여 관찰하였다. 버너는 여러 광학계측을 용이하게 하기 위하여 대기개방형으로 하였으며, 실험실 규모의 안정된 난류 미분탄화염이 형성 가능한 소형 모델버너를 제작 하였다. 그 결과 미분탄 입자의 평균입경은 연소과정이 진행함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 원인은 다수의 소입경의 미분탄 입자가 휘발분을 방출하여 연소반응에 의해 소실되기 때문이다. 또한 화염 중심부에서 미분탄 입자의 속도장은 입경의 크기에 크게 의존하지 않지만, 화염 외주부에서의 미분탄 입자의 속도장은 입경에 크게 의존하고 있음을 알 수 있다. Combustion measurements based on optical techniques have recently become of major interest as tools not only for clarifying the combustion mechanism but also for validating the computational results for the combustion fields. In this study, the particle behavior in turbulent pulverized coal flame are investigated using advanced optical diagnostics. A laboratory-scale pulverized coal combustion burner is specially fabricated as open type in order to apply various optical measurement techniques. The detailed particle behavior is performed by LDV (laser Doppler velocimetry) and SDPA (shadow Doppler particle analyzer). It is observed that the particle mean diameter increase as the distance from burner increases, and this is found to be caused by the decrease of small particles` diameter and increase of large particles` diameter. This is because of result in the char reaction and the particle swelling due to devolatilization, respectively. The size-classified streamwise velocities of pulverized coal particles in the central region of the jet show the same magnitude, whereas those in the outer region are different depending on the particle size. The results show that the velocity and size-classified diameter of the pulverized coal particles in the flame can be measured well by SDPA.

층류 대향류장에 형성된 분무화염의 2차원 비정상 모델링

황승민(Seung Min Hwang),정진도(Jin Do Chung),서병민(Byung Min Seo),김영우(Young Woo Kim) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.10

본 연구에서는 분무화염의 기초적인 물리현상을 해명하기 위하여 층류 대향류장에 형성된 분무 화염에 2차원 직접 수치계산(Direct numerical simulation, DNS)을 적용하여, 당량비 및 연료종이 분무화염 구조에 미치는 영향에 대하여 관찰하였다. 기상에 대해서는 질량 보존식, 운동량 보존식, 에너지 보존식을 오일리안(Eulerian) 법으로 계산하였으며, 액적에 대해서는 화염중의 모든 개개의 유적을 라그란지안(Lagrangian) 법으로 추적하였다. 액체 연료로는 n-데칸 (C10H₂2)과 n-헵탄(C7H16)을 이용하였으며, 연소반응 모델에는 총괄반응식을 이용하였다. 당량비가 증가함에 따라 착화가 빠르며, 고온영역도 넓게 분포하고 있다. 그러나, 최대 온도치는 당량비가 증가함에 따라 한번 증가한 후 감소하는 경향을 나타내고 있다. 당량비가 클수록 최대 온도가 감소하는 것은 분무화염 내부의 군연소 거동에 의한 냉각효과 때문이라고 생각된다. 또한, n-헵탄은 n-데칸과 비교하여 증발속도가 빠르기 때문에 넓은 고온 영역을 형성하지만 최대 온도는 거의 같은 값을 나타내었다. To evaluate characteristics in spray flame, laminar counterflow is investigated on the effects of equivalence ratio and fuel by a two-dimensional DNS (direct numerical simulation). For the gaseous phase, Eulerian mass, momentum, energy, and species conservation equations are solved. For the disperse phase, all individual droplets are calculated by the Lagrangian method without the parcel model. n-Decane (C10H₂2) and n-heptane (C7H16) is used as a liquid spray fuel, and a one-step global reaction is employed for the combustion reaction model. As equivalence ratio increases, the fuel ignites early and the high temperature region spreads wider. The peak value of temperature, however, tends to once increase and then decreases with increasing equivalence ratio. The decrease in the peak value of temperature for the higher equivalence ratio condition is caused by the cooling effect associated with droplet group combustion. Since the evaporation of n-heptane is early, the high temperature region spreads wider than ndecane, but the peak values of temperature for both n-heptane and n-decane is almost same.

동시 시계열 계측에 의한 예혼합 분무화염 내 유적군 연소기구의 평가

황승민(Seung Min Hwang) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.6

예혼합 분무화염의 유적군 연소 기구를 평가하기 위하여 레이저 가시화법, MICRO (multi-color integrated Cassegrain receiving optics) 및 PDA (phase Doppler anemometer) 광학계측 시스템을 이용하여 동시 시계열 계측을 실시하였다. 또한 유적군의 군연소수를 실험적으로 산출하여 이론해석에 적용하였을 경우 실제로 관찰되는 군연소 형태와 일치하는지에 대하여 검토하였다. 유적군 단면화상에 의해 확인된 모든 유적군에 대하여 실험적으로 군연소수 Gc를 산출한 결과 주로 내부 군연소와 외부 군연소로 분류되었으며 이론해석과 일치하였다. 또한 실제 관찰된 군연소 형태와 그 유적군의 군연소수를 이론해석에 적용한 경우에 군연소 형태가 일치하는 경우와 일치하지 않는 경우가 있었다. 일치하지 않는 원인은 군연소수를 유적의 기하학적 배치만으로 결정한 것이나 현상의 3차원성이 측정 결과에 영향을 미친 것이라고 생각되어진다. To evaluate the combustion mechanism of each droplet cluster downstream of the premixed spray flame, the simultaneous time-series measurements were conducted by using optical measurement system consisting of laser tomography, multi-color integrated Cassegrain receiving optics (MICRO) and phase Doppler anemometer (PDA). Furthermore, the group combustion number of droplet cluster was estimated experimentally, and the combustion mechanism of droplet cluster was examined applying the theoretical analysis. The group combustion number, Gc, was experimentally estimated about all droplet cluster verified by planar images, and it was classified into the internal group combustion mode and the external group combustion mode according to the theoretical analysis. It is found that there are cases in which the group combustion number estimated experimentally for droplet cluster agree or disagree with the classification by theoretical analysis. The reason of disagreement is considered due to that the group combustion number was only estimated by the geometrical arrangement of droplets in cluster, and that the actual phenomenon is three-dimensional but the measurement system is two-dimensional.

Excimer 형광법을 이용한 연료증기 농도측정법에 대한 연구

황승민 ( Seung-min Hwang ) 한국환경과학회 2018 한국환경과학회지 Vol.27 No.6

Laser induced-exciplex-fluorescence (EXCIPLEX) proposed by Melton is used to visualize fuel vapor in spray combustion. However, in the EXCIPLEX method based on TMPD/naphthalene system, the TMPD : naphthalene ratio is strictly restricted to 1 : 9. In addition, fluorescence intensity due to the vapor phase is extremely weak. To overcome these drawbacks, we propose a new laser-induced-excimer fluorescence (EXCIMER) method to visualize the liquid and vapor phases simultaneously. The spatial distributions of liquid and vapor in fuel spray suspended by ultrasonic waves are compared using the EXCIPLEX and EXCIMER methods. The correlation between fuel vapor concentration and fluorescence intensity is experimentally investigated by measuring the fluorescence intensity of saturated vapor formed over liquid fuel at a controlled temperature. These experimental results indicate that the EXCIMER method is effective for evaluating fuel vapor visualization in spray combustion. Furthermore, the quantitative distribution of fuel vapor concentration can be correctly estimated by the EXCIMER method.

층류 대향류장에 형성된 분무화염의 2차원 비정상 모델링

황승민(Seung Min Hwang),김장우(Jang Woo Kim),정진도(Jin Do Chung) 大韓環境工學會 2007 대한환경공학회지 Vol.29 No.11

본 연구에서는 층류 대향류장에 형성된 분무 화염에 2차원 직접 수치계산(Direct numerical simulation, DNS)을 적용하여, 분무화염의 구조에 관하여 상세히 관찰하였다. 기상에 대해서는 질량 보존식, 운동량 보존식, 에너지 보존식을 오일리안(Eulerian) 법으로 계산하였으며, 액적에 대해서는 화염중의 모든 개개의 유적을 라그란지안(Lagrangian) 법으로 추적하였다. 액체 연료로는 n-데칸(C10H₂2)을 이용하였으며, 연소반응 모델에는 n-데칸의 총괄반응식을 이용하였다. 그 결과, 고온영역은 정체면을 따라 형성되어지며, 증발은 온도 상승에 의해 증가되어지기 때문에, 액적의 증발에 의해 생성되어지는 혼합분율의 분포는 온도 분포와 유사한 경향을 나타내고 있다. 또한, 분무화염 내에는 확산화염과 예혼합 화염이 혼재하는 매우 복잡한 화염구조를 갖고 있으며, 분무화염의 기상온도가 가스 확산화염의 온도보다 더 높은 이유는 예혼합 화염영역이 존재하기 때문이라고 생각되어진다. A two-dimensional direct numerical simulation is applied to spray flames formed in a laminar counterflow, and the spray flame structures are studied in detail. For the gaseous phase, Eulerian mass, momentum, energy, and species conservation equiations are solved. For the disperse phase, all individual droplets are calculated by the Lagrangian method without the parcel model. n-Decane(C10H₂2) is used as a liquid spray fuel, and a one-step global reaction is employed for the combustion reaction model. The results show that the high temperature region is formed in the region along the stagnation plane. Since the evaporation is enhanced by increasing the temperature, the distribution of mixture fraction, which is produced by the evaporation of the droplets, shows trends similar to those of temperature. Furthermore, diffusion and premixed flames are found to coexist in the spray flame. Thus the spray flame has a complicated structure. It is believed that the reason why gaseous temperature in the spray flame is larger than that of the gas diffusion flame is due to the existence of the premixed flame region.

스토카식 실증 플랜트를 이용한 음식물류 폐수 소각처리에 관한 연구

황승민(Seung-Min Hwang),송장헌(Jang-Heon Song),정진도(Jin-Do Chung),김장우(Jang-woo Kim),구경완(Kyung-wan Koo) 한국열환경공학회 2009 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2009 No.춘계