초록 ▼

- 50,000 kcal/hr 급 파이롯 LFG 연소시스템의 제작 및 실증 시험을 통한 시tm템 설계 기술의 확립
- LFG 연료의 조성에 따fms 연소 특성 및 공해물질 배출 특성 연구
- LFG 연소 속도 및 화염 불안정성 규명
- 신개념의 하이브리드 사이클론 제트 연소기의 개발
- LFG 연소시스템용 열교환장치의 설계 기술 개발
- 연소가스의 조성에 따른 열전달 특성에 대한 연구
- 열교환기 구조 및 관 배열에 따른 열전달 특성 규명 및 열전달 향상 연구
- 파이롯 시스템용 열교환시tm템의

- 50,000 kcal/hr 급 파이롯 LFG 연소시스템의 제작 및 실증 시험을 통한 시tm템 설계 기술의 확립
- LFG 연료의 조성에 따fms 연소 특성 및 공해물질 배출 특성 연구
- LFG 연소 속도 및 화염 불안정성 규명
- 신개념의 하이브리드 사이클론 제트 연소기의 개발
- LFG 연소시스템용 열교환장치의 설계 기술 개발
- 연소가스의 조성에 따른 열전달 특성에 대한 연구
- 열교환기 구조 및 관 배열에 따른 열전달 특성 규명 및 열전달 향상 연구
- 파이롯 시스템용 열교환시tm템의 설계 및 제작, 실증 실험 수행
- 난방열공급용 파이프 시스템의 설계 기술 개발
- 대기 조건, 공급 및 회수 배관 사이의 간격, 매설 깊이 등에 따른 열손실 기구에 대한 연구
- 배판 시스템 설계를 위한 해석 모델의 정립
- LFG를 활용한 연소시스템 및 지역 난방용 열교환 및 공곱 시스템 설계 기술의 정립

Abstract ▼

The combustion characteristics of LFG (Landfill Gas), design of the LFG combustor for district heating and its heat exchanging system, and design of the piping system for supplying heat, etc., are studied in order to establish the district heating system design technique using LFG. For the combustor

The combustion characteristics of LFG (Landfill Gas), design of the LFG combustor for district heating and its heat exchanging system, and design of the piping system for supplying heat, etc., are studied in order to establish the district heating system design technique using LFG. For the combustor design, the burning velocities, flame stability, and pollutant emission characteristics of LFG are investigated. For the heat exchanging system design, the heat transfer characteristics of various compositions of LFG and heat transfer enhancement technique for different pipe arrangement are analyzed. In addition, heat loss mechanism from heat supplying pipes which depends upon the atmospheric conditions, the distance between two pipes, and the burying depth of the pipes, is numerically studied. Based on the results of the study, a hybrid cyclone jet combustor is developed to overcome combustion instability of LFG. And, the design technique for the heat exchanging system of the combustor developed is established. The design data for heat supplying pipes is obtained to minimize heat losses from the piping system. The results form this research project would contribute to the economics by energy saving and to environmental preservation by LFG utilization.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 목차...3
• 표목차...8
• 그림목차...9
• 요약문...15
• SUMMARY...16
• 제 1 부 매립지 가스 활용 연소시스템 개발...17
• 제 1 장 서 론...18
• 제 1 절 연구 개발의 필요성 및 목적...18
• 1. 연구개발의 필요성...18
• 2. 연구목표 및 내용...20
• 제 2 장 매립지가스 연소 물성치에 관한 기초 연구...22
• 제 1 절 개 요...22
• 제 2 절 계산방법...23
• 1. 혼합가스의 분자량 계산...23
• 2. 혼합가스의 밀도 계산...23
• 3. 혼합가스의 비중(Specific Gravity) 계산...24
• 4. 혼합가스의 정압비열 계산...24
• 5. 혼합가스의 발열량(Heating Value) 계산...25
• 6. 혼합가스의 엔탈피(Enthalpy) 계산...26
• 7. 혼합가스의 엔트로피(Entropy) 계산...26
• 8. 혼합가스의 내부에너지(Internal Energy) 계산...26
• 9. 혼합가스의 Gibbs Free Energy 계산...26
• 10. 혼합가스의 웨버지수(Wobbe Index) 계산...26
• 11. 혼합가스의 점성계수(Viscosity) 계산...27
• 12. 혼합가스의 열전도계수(Thermal Conductivity) 계산...28
• 13. 혼합가스의 Prandtl Number 계산...29
• 14. 혼합가스의 이론 / 실제 공연비 계산...30
• 15. 생성물의 몰분율 (Wet/Dry Basis) 계산...31
• 16. 이론 정압 단열 화염 온도의 계산...33
• 17. 화학평형...33
• 제 3 절 프로그램의 구성 및 흐름도...34
• 제 4 절 프로그램 실행 결과...35
• 제 5 절 주요 계산 결과...37
• 제 6 절 결 론...42
• 제 3 장 LFG 혼합가스의 연소속도 측정 및 수치계산...43
• 제 1 절 개 요...43
• 제 2 절 연소속도 측정 방법...44
• 1. 실험 장치 및 방법...44
• 2. 연소속도 계산방법...46
• 제 3 절 결과 및 고찰...48
• 1. LFG 및 LFG 혼합연료의 연소속도 측정 및 계산결과...48
• 2. LFG 및 LFG 혼합연료의 연소속도 계산식 도출...52
• 제 4 절 결 론...57
• 제 4 장 LFG 혼합가스의 화염 안정화 측정...58
• 제 1 절 개 요...58
• 제 2 절 실험 장치 및 방법...58
• 제 3 절 실험 결과 및 고찰...60
• 1. 비선회 및 선회 확산 화염의 안정성 비교...60
• 2. LFG 혼합 연료의 화염 안정화 특성...62
• 3. $CH_4$+$CO_2$ 혼합연료의 화염 안정화 특성...64
• 4. 선회 확산화염의 주요 안정화 특성...65
• 제 4 절 결 론...67
• 제 5 장 LFG 혼합가스의 공해물질 발생특성 규명...69
• 제 1 절 개 요...69
• 제 2 절 지배방정식 및 계산방법...69
• 1. 지배방정식...69
• 2. 계산방법...71
• 제 3 절 계산결과 및 검토...73
• 제 4 절 결 론...82
• 제 6 장 LFG용 연소기 개발 (하이브리드 사이클론 제트 연소기)...83
• 제 1 절 개 요...83
• 1. 연구배경...83
• 2. 연구동향...84
• 3. 연구목적...84
• 제 2 절 실험방법...85
• 1. 실험장치...85
• 1-1. 하이브리드 사이클론 제트 연소기...85
• 1-2. 내화재...87
• 1-3. 유로계...87
• 2. 측정 방법...89
• 2-1. 안전 연소 범위 측정...89
• 2-2. 배기가스의 농도측정...89
• 제 3 절 실험 결과...91
• 1. ATI와 PTI의 연소방식에 따른 연소특성...91
• 1-1. 최적 보염연소방식에 따른 안정성 특성...94
• 1-2. ATI와 PTI의 연소방식에 따른 안정성 특성...97
• 1-3. ATI와 PTI의 연소방식에 따른 배기특성...99
• 2. PTI 연소방식의 노즐형상변화에 따른 화염특성...101
• 2-1. 노즐형상변화에 따른 안정성 특성...101
• 2-2. 노즐형상변화에 따른 배출가스 특성...102
• 3. 연료 중 $CO_2$ 첨가에 따른 연소특성...104
• 3-1. $CO_2$ 첨가에 따른 노즐별 안정성 특성...104
• 제 4 절 결 론...106
• 제 7 장 결 론...107
• 참고문헌...109
• 제 2 부 매립지 가스 활용 연소시스템용 열교환시스템 및 열공급 배관시스템 설계기술 개발...114
• 제 1 장 서 론...115
• 제 1 절 연구의 필요성...115
• 1. LFG의 활용...115
• 2. 지역 난방...119
• 3. 연구목표 및 내용...123
• 제 2 장 LFG와 LNG 혼합 연료의 조성에 따른 다관형 열교환기에서의 열전달 특성...124
• 제 1 절 개 요...124
• 1. 연구 배경...124
• 1. 연구 동향...126
• 제 2 절 실험 장치 및 방법...128
• 1. 실험 장치...128
• 2. 실험 방법...141
• 3. 실험 자료 처리...143
• 제 3 절 실험 결과 및 고찰...147
• 1. 실험 결과...147
• 2. 고 찰...152
• 제 4 절 결 론...154
• 제 3 장 매립지 가스를 이용한 연료시스템의 열전달 실험...155
• 제 1 절 개 요...155
• 제 2 절 실험 장치 및 방법...156
• 1. 실험 장치...156
• 2. 실험 방법...170
• 제 3 절 결과 및 고찰...178
• 1. 원관을 이용한 실험 방법의 검증...178
• 2. 관사이 간격이 없는 경우의 정렬 배열 열전달 특성...178
• 3. 관사이 간격이 없는 경우의 엇갈림 배열 열전달 특성...179
• 4. 관사이 간격이 없는 경우의 정렬 배열과 엇갈림 배열 열전달 특성 비교...179
• 5. 2.5cm 간격을 둔 관의 정렬 배열 열전달 특성...180
• 6. 2.5cm 간격을 둔 관의 엇갈림 배열 열전달 특성...180
• 7. 2.5cm 간격을 가진 배열의 열전달 특성 비교...181
• 8. 간격을 두지 않은 배열과 2.5cm의 간격을 둔 배열사이의 열전달 특성 비교...181
• 제 4 절 결 론...182
• 제 4 장 지역 난방용 열공급 배관에서의 열전달 해석...200
• 제 1 절 개 요...200
• 제 2 절 지역 난방용 열공급 배관에서의 열전달 해석...202
• 1. 해석 모델...202
• 제 3 절 해석 결과 및 검토...207
• 제 5 장 결 론...230
• 참고문헌...232
• 최종보고서 초록...235