A study on flame bifurcation due to inlet mixture temperature and swirl strength in a swirl turbulent combustor

스월 난류연소기의 흡입공기온도, 스월세기에 따른 연소불안정 발생 메커니즘에 대한 연구

Large Eddy Simulation has been conducted to investigate both stable and unstable flame structures in a swirl turbulent combustor. While a flame is stabilized with periodic dynamic structure at 600K, a slight increase in the flame temperature of inlet mixture, 660K, lead to bifurcation of flame at swirl angle 45 degrees. It was observed that both swirl number and mixture temperature affect a flame bifurcation and the former is a major parameter. One major mechanism contributing to the unstable flame is that the local flame speed overshadows the local flow velocity near the wall of the combustor.

스월 난류연소기에서의 혼합기 유입온도와 스월세기에 따른 연소불안정 발생 메커니즘 알아보기 위하여 Large Eddy Simulation을 수행하였다. 스월각 45도 경우 연료공기 혼합기의 온도를 600K에서 660K으로 증가시켰을 경우 화염분기(Bifurcation)현상이 관찰되었고, 스월 강도가 변할 경우 온도와 관계없이 화염분기가 일어나거나 그렇지 않음을 확인하였다. 벽면근처의 혼합가스 유동속도와 화염속도간의 상관관계는 화염분기현상의 발생에 주요한 인자임을 확인하였다.