Characteristics of Auto-ignition and Micro-explosion for Array of Emulsion Droplets

The auto-ignition characteristics and combustion behaviors of one-dimensional array of water-in-fuel droplets suspended in a high temperature chamber have been investigated experimentally with various droplet spacing and number of droplets. The fuels used were pure n-decane and emulsified n-decane with water contents varied from 10% to 30%. All experiments have been performed at 920 K under the atmospheric pressure. The number of droplets in an array were fixed as 3 or 5 and its spacing was varied from 3 mm to 7 mm by 1mm interval. The imaging technique with a high-speed camera has been adopted to measure the ignition delay and flame life time. The micro-explosion behaviors were also observed. As the droplet array sparing increased, the ignition delay also increased regardless of water contents. However, the life time of droplet array decreased as the droplet spacing increased. The full combustion time in array of 3 droplets was found to be longer than that for 5 droplets case due to the longer ignition delay.

유화액적 배열에서의 자발화와 미소폭발의 특성

데칸에 물을 혼합하여 일정한 크기와 간격으로 유화액적배열을 형성하여 물과의 혼합비율, 액적의 수 그리고 액적 간격 등이 연소특성에 어떠한 영향을 주는가를 고온의 연소실에서 파악하였다. 각각 10%, 20%, 30%의 물을 혼합하여 유화액적을 만든 후 일정한 크기의 액적을 각각의 서스펜더에 매달아서 일정한 간격의 액적배열을 만들어 고온에서 자발화를 시켰을 때, 점화지연, 수명시간, 전연소기간 그리고 미소폭발 등의 연소특성을 비교하였다. 대기압에서 연소실의 온도를 920 K로 하고 서스펜더의 수를 3개와 5개로 하였으며 액적배열의 간격은 $3{\sim}7\;mm$ 범위에서 1 mm 간격으로 각각 실험을 수행하였다. 본 실험을 통하여 물의 혼합비율이 높을수록, 그리고 액적배열의 간격이 넓을수록 점화지연현상이 길게 나타났으며, 수명시간은 액적의 간격이 넓을수록 짧게 나타났으며 점화지연시간과 수명시간의 합인 전연소기간은 액적의 수량이 3개인 경우가 점화지연시간이 긴 관계로 5개에 비해 길게 나타남을 확인하였다.