• 제목/요약/키워드: 대칭화염

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균일 유동장에 수직으로 분사된 제트화염의 구조에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the structure of the jet flame in cross flow)

  • 유영돈
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1994년도 추계학술발표회 초록집
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    • pp.84-89
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    • 1994
  • 주유동에 수직으로 분사된 제트 화염의 구조는 이해하기 위하여 화염 길이와 온도를 측정하고 reactive mie scattering 방법을 이용하여 단면 가시화를 실시하였다. 주유동 속도와 제트 분사 속도의 증가에 따라 화염 길이도 함께 증가함을 알 수 있고, 단면 가시화 결과 화염 내부에 존재하는 inner vortical structure는 일반적인 동축제트 화염과 같은 대칭 구조를 갖지 앉고 유동 조건에 따라 inner vortical motion 의 생성 위치가 변화함을 알 수 있다 이는 본 유동장의 특성 중의 하나인 bound vortex와 제트와 주유동이 접하는 상류 면에서 발생하는 rolling-up 의 강도에 좌우됨을 알 수 있다.

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암모니아/메탄 예혼합 대향류 대칭 화염에 관한 수치 해석적 연구: Part II 화염의 구조 및 반응 경로 해석 (Numerical Study on the NH3/CH4 Symmetric Premixed Counterflow Flames Part II: Investigation of Flame Structure and Reaction Path )

  • 김진성;이기만
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.748-757
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    • 2023
  • Numerical analysis was conducted to confirm the characteristics of extinction behavior in NH3/CH4 counterflow symmetrical flames. Numerical simulations were run on CHEMKIN-PRO, using the OPPDIF code, with Okafor's mechanisms, which had the lowest error rate compared to Colson's experimental data in the our previous part I study. The chemical interactions of merged flames were examined by analyzing the production rate of major chemical species and key radicals with the volume fractional percentage of ammonia and global strain rate. The interaction phenomenon of the flames could be identified by observing the main chemical reaction path of the merged flames at the stagnation plane.

SNG/Air 예혼합 대향류 대칭화염의 후류 유동장에서 화학적 상호작용 (Chemical Interaction in Downstream Flows of SNG/Air Symmetric Premixed Counterflow Flame)

  • 강연세;이기만
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.668-679
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    • 2018
  • Experimental and numerical data were compared through a counterflow burner for the characteristic of basic flame about SNG- C11. In order to use the numerical mechanism accurately, the validation was carried out at strain rate ($a_g=30$, $120s^{-1}$) and the UCSD model showed satisfactory results. The effective Lewis number of the extinction boundary, and the behavior of extinction for the symmetric flames of the SNG-C11, could be explained through the trend of $Le_V$, and the flame of the extinction condition was inspected by the major species, key radicals and the chemical reaction paths. The interactions phenomenon in the merged flames has chemical reaction path for producing $HO_2$ were generated at stagnation point. It can be expected the one of major factors in interaction phenomenon.

암모니아/메탄 예혼합 대향류 대칭화염에 관한 수치해석적 연구 - Part I 소화거동의 특성 (Numerical Study on the NH3/CH4 Symmetric Premixed Counterflow Flames - Part I Characteristics of Extinction Behavior)

  • 진은서;이기만
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.47-58
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    • 2023
  • Experimental data conducted by Colson et al. and numerical data conducted in this study were compared through counterflow flames to understand of the characteristic of basic flame about mixture of ammonia/methane. In order to use the suitable numerical mechanism, the validation was performed using total four mechanisms and the Okafor's mechanism showed satisfactory experimental results. The extinction boundary of the stability map could be explained through the effective Lewis number and the trend of LeD. The extinction behavior of the flame was different under the lean and rich symmetric conditions and it was investigated by the major variables, global strain rate (ag) and mole fraction of ammonia (ΩNH3).

국소적 정상초음파장에 의해 교란되어 사각튜브형 연소실 내에서 전파하는 메탄/공기 예혼합화염의 슐리렌기법에 의한 가시화 (A Schlieren-photographic Visualization of the Methane/Air Premixed Flame Propagating inside a Rectangular Tube Locally-perturbed by an Ultrasonic Standing Wave)

  • 김민성;김정수;황용연
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.43-49
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    • 2014
  • 국소적 정상초음파장의 교란이 관내 메탄/공기 예혼합화염의 전파속도 및 화염구조에 미치는 영향을 규명하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 슐리렌가시화기법을 이용하여 정상초음파 유무에 따른 화염선단 발달과정의 변이를 상세히 관찰하였다. 정상초음파가 개재할 때, 기연부에서 가로방향의 줄무늬가 생성되었고, 연소반응의 촉진으로 화염의 속도는 증가하였으며, 화염의 발달과정이 부력의 영향으로부터 자유로워져 화염선단의 상하 대칭성을 유지하려는 경향을 보인다.

부분예혼합 대향류 화염에서의 NO 생성특징;수치해석 및 PLIF 결과 비교 (NO Formation in Partially Premixed Counterflow Flames;Comparison of Computed and PLIF Results)

  • 이웅재;이원남;차민석;송영훈
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2000년도 제20회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.57-66
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    • 2000
  • 대향류 메탄/공기 예혼합 화염과 과농/희박 예혼합 화염에서 PLIF 기법을 이용하여 OH 및 NO 분포를 측정하고 이를 수치해석 결과와 비교하였다.OH 및 NO LIF 신호는 계산된 농도 분포와 대체적으로 잘 일치하였으며,대향류 예혼합 화염에서는 화염의 구조가 NO 생성 특성에 많은 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 예혼합 화염 ($\alpha$=l)에서는 중앙의 정체점에서 NO 농도가 가장 높고 대칭으로 넓은 지역에 존재하는 반면,과농/희박 예혼합 화염 ($\alpha$=0.6, 0.8)에서는 당량비의 차이와 화염의 구조적 특성으로 NO 분포가 비대칭이며 상대적으로 좁은 지역에 나타났다. 희석에 따른 부분예혼합 화염 구조의 변화가 NO 생성에 영향을 주었다. 예혼합화염 ($\alpha$=1)의 경우 질소희석으로 NO 분포 지역이 줄어들고 정체면 지역에서 NO 농도가 크게 줄어 들었으며,$\alpha$=0.6인 과농/희박 예혼합 화염의 경우에는 NO 농도는 줄어들지만 NO 분포 지역은 크게 변하지 않았다. 예혼합 화염 ($\alpha$=1)의 경우 중앙의 고온지역에서 OH LIF 신호가 시뮬레이션보다 높게 나타났으며,과농/희박 예혼합 화염 ($\alpha$=0.6, 0.8)에서는 OH 라디칼의 분포가 과농지역으로 치우치는 것이 관찰되었다. NO PLIF 신호측정시 광학 필터만으로는 화염의 자발광을 제거할 수 없었으며 이에 대한 대책이 요구된다.

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DLE(Dry Low Emission) 연소기 예혼합기의 혼합성능 예측에 대한 시험평가 (Test and Evaluation for the Mixing Quality in the Premixer of DLE Combustor)

  • 우유철;최장수;박동준
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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    • pp.2-2
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    • 1998
  • 현대우주항공(주)가 미국의 AlliedSignal사와 함께 국제 공동 개발중인 10MW급의 ASE120 엔진은 항공용 엔진을 산업용으로 개조한 개조형 엔진으로서 희박 예혼합 예기화(Lean Premix prevaporization) 방식의 연소기를 쓰고 있다. 이 연소기는 연소에 관여하는 공기량을 부하에 따라 가감하여 일정 공연비를 유지하는 air staging법을 사용하고 있으며 이로써 연소화염온도를 일정치로 조절하여 연소중 생성되는 유해가스의 양을 목표치 이하로 제어한다. 연소화염온도 설계치는 2912$^{\circ}$F이며 배기가스 발생량은 NOx, CO모두 궁극적으로 10ppmv 이하를 목표로 하고 있다. 이러한 건식 저 배기가스(Dry Low Emission) 연소기가 그 역할을 다하기 위하여는 양호한 혼합기를 확보하는 것이 선결 문제이다. 본 연구소에서는 두 개의 혼합기(mixing can)가 180$^{\circ}$ 간격으로 환형 연소기(annular type)에 접선 방향으로 설치되어 대칭을 이루고 있고 혼합기의 혼합성능을 측정하기 위하여 제작된 시험장치에는 하나의 혼합기만을 쓰고 있다.

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니들 플레임에 의한 바닥재의 수직 연소 및 탄화 패턴의 해석에 관한 연구 (Analysis of Vertical Combustion and Carbonization Patterns of Floor Materials When Using a Needle Flame)

  • 박민수;최충석
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제34권4호
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    • pp.101-106
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    • 2020
  • 자체 제작된 니들 플레임을 이용하여 바닥재를 수직 연소시켰을 때의 화염의 성장 특성 및 탄화 패턴을 해석하였다. PVC 장판은 난연성이 있는 것으로 확인되었고, 직사 화염을 받은 곳은 안쪽으로 수축되는 패턴을 나타냈다. 수직 연소가 진행되면 하부에 망울 형태의 고형화가 발생하며, 그을음은 상부로 성장하는 패턴이 형성된다. 강화마루는 난연성이 없는 것으로 확인되었으며, 상부 표면인 라미네이트층의 소실과 불규칙적인 박리가 형성되는 것을 알 수 있다. 좌측면과 우측면의 탄화의 범위는 대칭적 구조를 나타내는 것으로 해석된다. 강화마루와 마찬가지로 카펫은 수직 연소 실험에서 난연성이 없는 것이 확인되었다. 카펫에 축열이 형성되면 화염은 상승기류를 형성하고, 주변에 가연성 물질이 있을 때 화염의 확산은 더욱 촉진하는 것을 알 수 있었다. 직사화염을 받은 카펫 표면의 탄화 패턴은 표면이 용융되어 흘러내렸을 뿐만 아니라 작은 구멍이 다수 발생되는 것을 알 수 있다.