An Investigation of Acoustic Excitation on Sooting Diffusion Flame

Soot 배출 확산 화염에 대한 음향 가진 효과 연구

본 논문에서는 soot을 배출하는 층류 확산 화염에 대한 음향 가진(acoustic excitation) 효과에 대해 연구하였다. 최근의 연구결과는 soot 배출 화염에 음향 가진을 작용시키면 radiation은 증가하고 soot 배출은 감소한다는 사실을 밝혀주었다. 음향 속도(acoustic velocity)는 음향 압력(acoustic pressure)과 900 상(phase) 차이가 있기 때문에 acoustic driver를 장착한 유리 튜브 내부의 축방향으로 soot을 배출하는 아세틸렌 확산 화염을 이동시킴으로서 soot 배출 감소에 대한 음향 속도와 음향 압력의 상대적인 중요도를 밝혀낼 수 있다. Soot을 배출하는 아세틸렌 화염에 soot 배출이 멈출 때까지 음향 가진을 작용시키고 유리 튜브 안의 최대 압력 위치에서 음향 압력을 측정하며, 화염 위치의 음향 속도와 음향압력은 운동량 방정식과 파동 방정식을 통해 계산된다. 실험 결과 음향 속도가 최대이고 음향 압력이 최소인 위치에서 보다 음향 속도가 최소이고 음향 압력이 최대인 위치에서 훨씬 더 큰 acoustic power가 필요함을 보여주었다. Soot 배출을 멈추는데 필요한 음향 속도의 크기는 유리 튜브의 축방향에 대해 거의 일정한 반면 음향 압력의 크기는 상당한 변화가 있었다. 이러한 결과는 Soot 배출의 감소가 주로 음향 속도에 의한 것임을 강하게 시사한다고 할 수 있다. 또한 연료의 유량이 증가함에 따라 soot 배출을 억제하는데 필요한 acoustic power도 증가한다는 사실을 확인 할 수 있었다.