플라즈마를 이용한 분말형 금속 연료 알루미늄의 점화 특성

Ignition Characteristics of Aluminum Metal Powder Fuel with Thermal Plasma

탄화수소 계열의 점화원과 달리 선행 연구된 스팀 플라즈마 점화기를 이용한 알루미늄 분말의 지속 연소 성공을 바탕으로, 고온의 플라즈마를 이용한 알루미늄 분말의 점화 특성을 알아보기 위해 산화제가 없는 환경을 조성하여 점화 특성 확인 실험을 수행하였다. 아르곤 플라즈마를 이용하여 이전의 연소 실험과 동일한 4500 K의 온도 조건 및 이송 가스를 이용한 입자 공급 조건을 조성하여 실험을 수행하였으며, 플라즈마의 온도는 방출분광법을 사용하여 측정하였고 점화 특성은 SEM 촬영과 EDS 분석을 통해 비교 분석하였다. 고온의 플라즈마 제트 내부를 통과한 알루미늄 분말은 탄화수소 계열의 점화원과 다르게 급격한 기화로 인한 점화 촉진 효과를 확인 할 수 있었다.

The success of continuous aluminum powder combustion with steam plasma is different from hydrocarbon ignition source. Ignition characteristics of aluminum powder with high temperature thermal plasma is studied with oxidizer-free environment. Experiment with argon plasma has same temperature conditions at 4500 K and particle feeding condition for previous combustion test with steam plasma and swirl combustor. The temperature of the plasma was measured using Optical Emission Spectroscopy method. Ignition characteristics were analyzed by SEM image and EDS. Aluminum powder with plasma has rapid evaporation mechanism contrast to hydrocarbon ignition source. It enhances to aluminum powder effective ignition characteristics.