Unsteady Ignition in the Pulse Combustor with Counter Jet Flows

대향분출류가 있는 맥동연소기의 비정상 점화현상

An analytical study has been performed to investigate the unsteady ignition characteristics of pulse combustion. In many combustion applications, strain rate of the flow can significantly affect the combustion features; ignition, extinction, and reignition. In the pulse combustion, two jets (hot combustion gases and fresh mixtures) coming from the opposite side of the combustor will collide in the combustor forming a stagnation region where the chemical reaction is suppressed by the strain rate until this becomes below the critical value. In this research, the method of large activation energy asymptotic is adopted with one step irreversible kinetics to examine the ignition response to the periodic variation of the strain rate of flow. The results show the variation of the maximum value of strain rate can determine whether the ignition or extinction occur.

맥동연소의 비정상 점화현상을 연구하기 위하여 이론적인 해석을 수행하였다. 맥동연소에서는 연소기의 양쪽에서 유입되는 고온의 연소가스와 미연 혼합가스가 연소실 내부에서 충돌하여 정체면을 형성하며 유동변형율이 임계 값 이하가 될 때까지 점화가 억제된다. 본 연구에서는 유동의 유동변형율의 변화에 대한 점화현상의 반응을 연구하기 위하여 활성화 에너지 점근법과 비가역 1단계 화학반응을 이용하였다. 또한 유동에 의한 유동변형율은 두 가지 요인에 의하여 발생하는 것으로 모델링 하였는데, 비정상 유동에 의한 평균 유동변형율과 난류에 의하여 유도되는 유동변형율이 그것이다. 해석 결과에 의하면, 맥동연소에서는 잘 정의된 점화지연이 존재하며, 점화 또는 소염의 발생 여부는 Damkohler 수에 의하여 거의 결정된다.