화염스트레치와 확산선호도가 예혼합화염에 미치는 영향을 몇가지 모델에 대해 현상적으로 고 찰하였다. 즉, 정상상태의 구형화염, 구형으로 전파되는 화염, 균일유동장내의 곡면화염, 일차원 평면화염, 그리고 확대유동장내에서 스트레치된 평면화염등을 고찰하였으며, 이 해석의 결과는 화염면의 면적 변화율로 정의된 화염스트레치의 제인자들 즉, 비균일 접선속도장과 전파화염의 곡률에 의한 영향들이 공통적 특성을 나타냄을 보여주고 있다. 화염스트레치와 확산선호도가 화염전파속도에 미치는 복합효과는 세가지로 나타나는데 이는 화염온도의 변화에 따른 화학반 응강도의 변동, 열 및 물질확산의 강도차이, 그리고 대류 및 확산전달의 방향의 상이함에 기인 한다.
This article describes a comparison on laminar burning velocity measured by Bunsen and spherical flame methods of synthetic natural gas (SNG) with various composition of hydrogen. In this study, the laminar burning velocity measurements were employed by Bunsen burner and cylindrical constant combustor at which flame images were captured by Schlieren system. These results were also compared with numerical based on CHEMKIN package with GRI 3.0, USC-II and UC Sandiego mechanism. In case of spherical flames, the suitable flame radius range and theoretical models were verified using the well-known previous results in methane/air flames. As an experimental condition, hydrogen content of SNG was adjusted 0% to 11%. Equivalence ratios of Bunsen flames were adjusted from 0.8 to 1.6. On the other hand, those of spherical flames were adjusted from 0.6 to 1.4, relatively. From results of this study, the both laminar burning velocities measured in Bunsen and spherical flame methods were resulted in similar tendency. As the hydrogen content increased, the laminar burning velocity also increased collectively. Laminar burning velocity of measured SNG-air flames was best coincided with GRI 3.0 mechanism by comparison of reaction mechanisms.
In a spark ignition engine, in order to make research on flame propagation, attentive concentration should be paid on initial combustion stage about the formation and development of flame. In addition, the initial stage of combustion governs overall combustion period in a spark ignition engine. With the increase of the size of flame kernel, it could reach initial flame stage easily, and the mixture could proceed to the combustion of stabilized state. Therefore, we must study the theoretical calculation of minimum flame kernel radius which effects on the formation and development of kernel. To calculate the minimum flame kernel radius, we must know the thermal conductivity, flame temperature, laminar burning velocity and etc. The thermal conductivity is derived from the molecular kinetic theory, the flame temperature from the chemical reaction equations and the laminar burning velocity from the D.K.Kuehl's formula. In order to estimate the correctness of the theoretically calculated minimum flame kernel radius, the researcheres compared it with the RMaly's experimental values.
Laminar flame speeds of Methane at elevated temperatures and pressures were investigated using constant volume spherical chamber. Pressure trace during combustion was measured in each test and this was used in calculating laminar flame speed of Methane. To have large amount of data, experimental apparatus was fabricated with fully automatically controlled feature. A calculating code which calculates laminar flame speeds at various temperatures and pressures with one experimental result was used to calculate laminar flame speeds. The experimental and calculating methods were verified using the calculated laminar flame speed result with PREMIX code.
An experimental study was conducted to measure laminar burning velocity and Markstein length of SNG fuel with 3% of hydrogen contents from spherical propagating flames at normal and elevated initial pressure. These results were compared with numerical calculations by Premix code with GRI-mech 3.0, USC II and UC San Diego to provide suitable mechanism for SNG fuel. As a result of this work, it was found that the burning velocities and Markstein lengths of SNG fuel decrease with increase of initial pressure regardless of equivalence ratio. In addition, numerical calculations with GRI-mech 3.0 were coincided with experimental results.
구형 지하철 전동차의 내장재에 대하여 ISO 9705 시험 설비를 이용하여 화재시험을 수행하였다. 시험에 사용된 점화용 버너는 CEN/TS 45545-1 규정에 따라 출력을 조정하였다. 이 내장재 화재시험의 목적은 화원의 규모에 따라서 철도차량에서의 화재거동과 화염의 전파 경로를 평가함과 동시에 객실 내장재의 화재가 플래시오버로 진행하는 경로의 화재 데이터를 제공하는 것이다. 시험으로부터 시간에 따른 위치 별 온도 값과 열류량 및 열방출률을 측정하였고 열방출률은 수정된 화염면적기반 합량법으로 계산한 결과와 비교하였다. 이 시험 결과는 CFD 화재 시뮬레이션 기법을 이용한 철도차량 화재해석의 검증 데이터로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구는 구형으로 전파하는 합성가스-공기 화염의 셀 불안정성에 있어서 헬륨, 이산화탄소, 질소의 희석제 첨가효과에 관하여 실험을 수행하였다. 층류화염속도와 Markstein Length는 여러 희석제 농도와 당량비에서 측정된 쉴리렌 이미지를 분석함으로써 측정하였다. 실험결과 반응혼합물에 희석제를 첨가했을 경우 층류화염속도와 Markstein Length는 두드러진 감소를 보였다. 희석제로 헬륨을 첨가한 합성가스-공기화염에서의 유효 루이스 수는 증가했지만 이산화탄소와 질소를 첨가시킨 혼합물에서는 희석제의 첨가량이 증가할수록 유효 루이스 수는 감소하였다. 또한, 헬륨으로 희석시킨 경우 셀 형성은 현저하게 억제된 경향성을 보였으나 이산화탄소나 질소를 첨가했을 경우 셀 불안정성이 완화되는 효과는 없었다.
본 논문은 수소를 연료로 하는 확산화염을 이용하여 알루미나 나노입자를 합성할 때, 합성되는 알루미나 나노입자의 특성에 미치는 화염온도의 영향을 조사하였다. 합성된 나노입자의 특성을 전자현미경 이미지, 결정구조 분석, 비표면적과 기공의 크기 분석, 화염온도 측정 등의 여러 특성분석 방법으로 조사하였다. 사용된 화염의 중심축 최고온도는 산화제의 산소농도가 19, 21, 30, 47%인 각각의 실험조건에서 1507.8K, 1593.8K, 1753.1K, 1998.7K으로 측정되었다. SEM 이미지 분석 및 BET 비표면적 측정을 통해서는 47% 산소농도인 경우에는 50 nm 수준의 독립적인 구형입자가 생성되었음을 확인할 수 있었으며, 19%와 21%의 경우에는 응집된 상태의 20-30 nm 수준의 입자를 볼 수 있었다. XRD 결과에서는 감마(${\gamma}$)-알루미나가 주를 이루는 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 바탕으로 촉매 담체로 사용하기 위한 알루미나 나노입자를 연소합성 하기 위한 가장 적절한 조건으로 실험했던 네 경우 중에서는 산화제의 산소농도가 21%인 두 번째 경우를 선택할 수 있었다.
In order to obtain the flame Propagation speed in freely falling droplet suspension Produced by an ultrasonic atomizer, a light collecting probe named Multi-color Integrated Cassegrain Receiving Optics (MICRO) is applied to spark-ignited spherical spray flames. Two MICRO probes are used to monitor time-series signals of OH chemilumine-scence from two different locations in the flame. The flame propagation speed is calculated by detecting the arrival time difference of the propagating flame front. In addition, time-series images of OH chemiluminescence are simultaneously obtained by a high-speed digital CCD camera to ensure the validity of the MICRO system. Furthermore, relationship between the spray properties measured by phase Doppler anemometer (PDA) and the flame propagation speed are discussed with k different experimental conditions by changing the fuel injection rate. It was confirmed that the MICRO probe system was very useful and convenient to obtain the flame propagation speed and that the flame propagation speed was different depending on the spray properties.
알루미늄 분진폭발특성에 미치는 입경과 농도 변화에 따른 영향을 20 L 구형 분진폭발시험장치를 사용하여 실험적으로 조사하였다. 실험에 사용한 알루미늄 분진의 체적 평균 입경은 15.1 및 $34.8{\mu}m$이다. 실험결과, 평균 입경 $15.1{\mu}m$에서의 폭발하한농도(LEL)는 $40g/m^3$, 최대폭발압력($P_{max}$)은 9.8 bar, 폭발압력상승속도는 ($[dP/dt]_{max}$)는 1852 bar/s이었으며, 평균입경 $34.8{\mu}m$의 경우에는 LEL이 $70g/m^3$, $P_{max}$는 7.9 bar, $[dP/dt]_{max}$는 322 bar/s가 얻어졌다. Al분진의 폭발하한농도는 입경 증가에 따라 증가하는 경향이 관찰되었다. 또한 평균입경 $15.1{\mu}m$에서의 Al분진폭발압력으로부터의 화염전파속도의 계산값은 평균입경 $34.8{\mu}m$의 경우보다 5배의 크기를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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