Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회지)

The Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회)
권호 표지

Effects of Changes in Equivalence Ratio and Modulation Condition on Flame Transfer Function

당량비 및 섭동 조건 변화가 화염 전달 함수에 미치는 영향

  • 김대식 (강릉원주대학교 기계자동차공학부)
  • Received : 2011.05.06
  • Accepted : 2011.07.22
  • Published : 2011.08.30
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Abstract

An experimental study of the flame response in a turbulent premixed combustor has been conducted in order to investigate mechanisms for combustion instabilities in a lean premixed gas turbine combustor. A lab-scale combustor and mixing section system were fabricated to measure the flame transfer function. Measurements are made of the velocity fluctuation in the nozzle using hot wire anemometry and of the heat release fluctuation in the combustor using chemiluminescence emission. The results show that the flame transfer functions are greatly dependent on the modulation frequency as well as operating conditions such as equivalence ratio. Flame dynamics can be generalized as a function of Strouhal number which is a ratio of flame length to modulation wave length.

희박 예혼합 가스터빈에서 발생되는 연소 불안정 현상의 메커니즘을 규명하기 위하여 입구 속도 변동에 대한 열발생 변동을 정량화한 화염 전달 함수가 실험적으로 규현되었다. 이를 위하여 실제 가스터빈과 유사한 형태를 갖는 모형 연소기가 제작되었으며, 열발생율의 측정을 위한 가시화 연소기가 장착되었다. 또한 흡기 속도의 변조를 위하여 가변 속도 모터 및 유량 제어 장치가 설계되었고, 이러한 장치들을 통하여 입구 속도 변동이 열발생율의 진폭에 미치는 영향 및 화염 구조의 변화를 실험적으로 계측하였다. 실험 결과 화염 전달 함수는 당량비와 같은 운전 조건과 더불어 속도 섭동 조건에 대하여도 크게 의존하며, 화염의 길이와 섭동파 파장의 비율을 의미하는 Strouhal 수에 의하여 일반화될 수 있었다.

Keywords

References

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