Experimental Study on Combustion Instability Mechanism in a Lean Premixed Model Gas Turbine Combustor using OH Chemiluminescence Images

희박 예혼합 모형 가스터빈 연소기의 OH 자발광을 이용한 연소불안정성에 대한 실험적 연구

  • 이재호 (부산대학교 대학원 기계공학과) ;
  • 이종호 (부산대학교 대학원 기계공학과) ;
  • 장영준 (부산대학교 기계공학부) ;
  • 전충환 (부산대학교 기계공학부)
  • Published : 2005.04.01

Abstract

Measurements of heat release are very important for controling combustion instabilities, which are closely connected with combustion instabilities. $OH^{\ast}$ images were acquired through a ICCD in this study, which were in use as indicating index of the reacting region, global and local heat release rate in the lean premixed combustion. The objectives of this study are to see the effect of equivalence ratio on global heat release rate and local Rayleigh index distribution. The local Rayleigh index distribution was acquired by information from central section of flame. This information was from the line-of-sight images which were inverted by the Abel de-convolution. In each condition, the mean value of heat release increased exponentially with equivalence for a periodic time. Local Rayleigh index distribution cleary showed the region of amplifying or damping the combustion instability as the equivalence ratio increased. This could provide an insight on the region of combustion instability and the structure of flames on the equivalence ratio.

연소불안정과 밀접한 관련이 있는 열방출의 측정은 연소불안정을 제어하는데 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 희박예혼합연소에서 반응영역의 위치와 전체, 국소 열방출률의 지표로 많이 사용되는 $OH^{\ast}$ 이미지를 ICCD를 이용해 취득하였다. 본 연구의 목적은 당량비가 전체 열방출률과 국소 레일라이 지수 분포에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 국소 레일라이 지수 분포는 선적분된 이미지를 아벨 역변환 시켜서 화염의 중앙 단면 정보를 통해 얻을 수 있었다. 각 당량비 조건에서, 한 주기 동안의 열방출의 평균값은 당량비가 증가함에 따라 지수 함수적으로 증가하였다. 국소 레일라이 지수 분포 결과로부터, 연소불안정을 증폭시키거나 소멸시키는 영역을 분명히 알 수 있었다. 이것은 넓은 당량비 조건에 대한 화염구조와 연소불안정 영역에 대한 통찰력을 제공한다.

Keywords