Abstract
Experiments have been performed using two-color PIV in hydrogen non-premixed flames with various conditions of coaxial air, which was classified into three cases with/without reaction. Mean velocity, turbulence intensity and Reynolds stress were analyzed using flow fields from PIV measurement First, the similarity of pure jet had a good agreement with previous results of other researchers. It was found that the decay of centerline velocity was proportional to $x^{-1}$ in coaxial air conditions. By normalizing axial distance with effective jet diameter defined by effective density, the data of centerline velocity collapsed a single line. And the radial profiles of mean velocity showed that they didn't become self-similar because the curves differed from each other as coaxial air velocity increased at fixed fuel velocity. Also, turbulence intensity became self-similar further downstream than mean velocity.
동축공기 수소확산 화염에서 세 가지 동축공기 조건과 화염의 유무에 따라 실험조건을 분류하고, 이에 대해 PIV를 이용하여 실험을 수행하였다. PIV를 통해 얻은 속도장을 이용하여 평균속도, 난류강도, Reynolds stress 등을 구하여 유동장을 분석하였다. 우선 단순제트에 대해 상사성을 살펴본 결과 이전의 다른 연구자의 실험결과와 일치하였다. 동축공기가 있는 경우 중심축 속도 감쇠는 $x^{-1}$에 비례하여 감소하는 것을 확인하였다. 축방향 길이를 유효밀도에 의해 정의된 유효 제트 지름으로 무차원화한 값으로 중심축 속도를 도시한 결과 하나의 선분에 떨어지는 것을 확인하였다. 평균속도 분포를 살펴보면 일정한 연료유량에 동축공기 유량을 증가시킨 경우 동축공기가 증가함에 따라 속도 분포의 형태가 바뀌게 되어 자기상사성이 유지되지 않는 것으로 보인다. 난류강도는 평균속도 분포의 경우보다 후류에서 자기상사성이 나타난다.
