V-gutter형 보염기에서 발생하는 화염의 역화 및 재점화 구조에 관한 실험적 연구

An Experimental Study on the Flashback and Re-ignition Structure with a V-gutter type Flameholder

V-gutter형 보염기가 장착된 모델 연소기에서 연소불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 역화 및 재점화 구조를 조사하였다. 연소기는 단면이 $40{\times}40mm$인 긴 덕트 형태이며 연료는 천연도시가스(CNG)를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측을 하였다. 연소불안정이 발생하면 화염의 역화가 발생하며, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염면이 형성된다. 흡입되는 혼합기의 속도가 증가하면서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리게 되고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 재순환 영역으로 혼합기가 유입되면서 재점화가 이루어지는 것을 확인하였다.

Structure of flashback and reignition occurring near flameholder was experimentally investigated in a model combustor with V-gutter flameholder. The combustor has a long duct shape with cross section of $40{\times}40mm$ and City Nature Gas(CNG) were used as fuel. Measurements of chemiluminescence with high speed camera was used for visualization of flame structure. In the lean case, flashback distance depend on equivalent ratio. New flame occurred at the front tip of flameholder when flashback. Flashback flame moved toward downstream direction of combustor because mixture flow velocity had increased, and then re-ignition was caused by entering flow into recirculation zone that is formed behind the flameholder.