수치해석을 이용한 에멀젼연료의 증발충돌분무에 관한 연구 (A Study on Evaporative Impinging Spray of Emulsified Fuels with Numerical Analysis)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 42권 / 10호 / 655 ~ 663페이지
· 저자명 : 김학민, 염정국

초록

본 연구는 에멀젼연료를 실제 엔진에 적용하기 위한 기초연구로서 디젤과 과산화수소(H2O2)를 혼합한 에멀젼연료 충돌분무의 거동특성을 실험과 수치해석을 통하여 동시에 분석하였다. 실험에서 구한 결과를 해석경계조건으로 상용프로그램(ANSYS CFX)을 사용하여 수치해석을 실시하였고, 에멀젼연료의 혼합비 및 가열 충돌판 온도변화에 따른 충돌분무의 확산면적 및 연료증기의 몰 농도 등을 측정하였다. 결론적으로 본 연구의 결과로부터 에멀젼연료를 실제엔진에 적용하면 연소실 내 분사연료의 증발 및 확산으로 인한 신속한 혼합기 형성과 함께 에멀젼연료 내 과산화수소의 증발잠열로 인한 연소실 온도저하 효과 등으로 엔진배출물 개선이 예상된다.

영어초록

As a basic research to apply an emulsified fuel to a real engine, in this study, an analysis of behavior characteristics of the evaporative impinging spray of an emulsified fuel composed of diesel fuel and hydrogen peroxide (H2O2) was conducted, and a numerical analysis was performed simultaneously. The numerical analysis was carried out by using ANSYS CFX to set the experimental boundary condition, the diffusion areas of impinging sprays, and the molar concentration of fuel vapors according to varying mixing ratios of the emulsified fuel and changes in the heating temperatures of the impinging plate. In conclusion, the results of the study suggest that if an emulsified fuel is to be applied to a real engine, it can improve the emission reduction of engine exhaust gases, because the temperature inside the combustion chamber is expected to be lowered owing to the latent heat of evaporation of hydrogen peroxide in the emulsified fuel and quick mixture formation due to the accelerated evaporation and diffusion of fuel spray inside the combustion chamber.

참고자료

· 없음