• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
• /
• pp.1267-1273
• /
• 2004

The temperature and soot particle measurement technique in a laminar diffusion flame have been studied to investigate the characteristics of soot particle with temperature using a co-flow burner. The temperature distributions in the flame were measured by rapid insertion of a R-type thermocouple and the soot particles were detected were detected by LEM/LIS techniques. In these measurement, soot volume fraction, number density and soot diameters were analyzed experimentally. As a results, the spacial distributions of particle volume fraction, soot diameter, and number density are mapped throughout the flame using the Rayleigh theory for the scattering of light by absorbing particles. A laser extinction method was used to measure the soot volume fraction and Laser induced scattering method was used to measure the soot particle diameter and number density. Also, we measured temperature without the effect of soot particles attached to the thermocouple junction, which is close to the nozzle. In this result, we found that upstream zone has a unstable flowing in co-flow diffusion flame and the y-axis temperature of flame has a uniform temperature distribution in the most soot volume fraction zone.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.1-11
• /
• 1997

The soot and OH radical distributions have been experimentally studied in ethylene and propane laminar diffusion flames. The integrated soot volume fraction was measured along the centerline of a flame using a laser light extinction method. Planar laser light scattering and PLIF techniques are employed for the soot and OH radical distribution measurements utilizing Nd:YAG laser and OPO, FDO system. The concentration of OH radical is rapidly decreased at the edge of sooting region, which implies the importance of OH radical species on the soot oxidation process. For ethylene flames, the addition of air in fuel moves the OH radical distribution towards the center line of a flame at the soot oxidation region, while the concentration of OH radical remains relatively high at the soot formation region. The interaction between soot particles and OH radicals becomes more active with fuel-air at the soot oxidation region. For propane flames, however, any indication of the increased interaction between soot particles and OH radicals with fuel-air was not noticed.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권6호
• /
• pp.639-646
• /
• 2012

가열된 동축류 공기에서 일산화탄소/수소의 층류 제트에 대한 자발화된 부상화염의 특성을 조사하였다. 그 결과로 자발화가 발생하지 않는 영역에서는 제트속도의 증가에 따라 노즐부착화염에서 안정화된 층류 부상화염을 거치지 않고 바로 화염날림이 발생하였다. 자발화 영역에서, 질소 희석된 일산화탄소의 자발화된 부상화염은 산화제 내의 함유된 수분에 따른 점화지연시간의 변동으로 그 부상높이가 크게 영향을 받았다. 그리고 수소에 의한 저온 자발화 영역에서 자발화된 부상화염은 제트속도의 증가에 따라 부상높이가 감소하다가 증가하는 독특한 현상이 발생하였다. 점화지연시간에 의한 자발화된 층류 부상화염의 안정화 메커니즘을 기반으로, 그 부상높이의 거동은 점화 과정에서 발생하는 열손실의 영향뿐만 아니라 연료제트의 운동량과 질량의 선호 확산에 의하여 영향을 받을 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.352-356
• /
• 2008

수소제트와 동축공기를 사용한 본 연구에서, 난류확산화염의 화염안정성 특징을 실험적으로 수행하였다. 목적은 연료속도 증가에 따라 감소하는 부상화염길이의 경향을 보고하고, 부상 메커니즘을 포함한 화염구조를 분석하는 것이다. 수소연료는 100에서 300 m/s 사이에서 조절되었으며, 이때 동축공기는 16 m/s 고정되고, 주위류는 0.1 m/s 이하로 유지되었다. 유동장과 연소장 동시측정을 위하여, 두 대의 Nd:Yag 레이저와 CCD 카메라를 이용하여 PIV와 OH PLIF 기법이 사용되었다. 결론적으로 난류화염전파속도는 난류강도에 비례하였으며, 제트 레이놀즈수의 0.017승에 비례하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
• /
• pp.3073-3078
• /
• 2008

In this study to find out the amount of soot, LII method, which utilizes a laser, was used in laminar diffusion flame and based upon the temperature and soot measured from the turbulent Diesel diffusion flame in the constant-volume chamber using the two-color method. Through these experiments, we could know that the LII signal is generally proportional to the soot amount in a laminar diffusion flame. And we could acquire the temperature and soot using the two-color method in a turbulent Diesel diffusion flame effectively. In addition to, this experiment revealed that the KL factor was high on parts of the chamber where the temperature dropped. On the other hand, the KL factor was low where the temperature increased rapidly. Also, it was possible to measure the highest temperature of a turbulent Diesel diffusion flame is approximately 2300K.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제21권1호
• /
• pp.153-164
• /
• 1997

Flame oscillation phenomena in a co-flow diffusion flame was experimentally studied with periodic fuel supply using a solenoid valve. The degree of excitation was controlled by changing the volume flux of fuel passing through the valve. Flame oscillation frequencies were measured utilizing a photodiode, a spectrum analyzer, video and high speed movies. Laser planar visualization was employed to study the correlation between the flame oscillation and the toroidal vortices. Observed are three regimes of flame oscillation, where the oscillation frequencies are for the multiples of excitation, the excitation itself and the flame natural oscillation. Both periods of natural oscillation and of excitation induced oscillation exist over one cycle of the excitation in the frequency multiplied regime. It is considered as an effect of balancing the influence of buoyancy driven vortex with that of excitation induced vortex near the excitation rate of 0.2. Flame shapes are become monotonous as increasing the excitation frequency to the range of over two fold of the natural oscillation. The flame oscillation can be modulated to the frequency of either multiples of excitation or excitation itself under certain conditions. This implies that the flame oscillation could be modulated to avoid the resonance frequency of the combustor, and shows the possibility of active control of the flame oscillation.

• 한국연소학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.19-25
• /
• 2015

An experimental study was conducted to find the effect of a pilot flame on the flammability of inert-gas-diluted methane and propane. The diffusion pilot flame was formed with propane at the innermost nozzle of a concentric triple co-flow burner. The main diffusion flame was formed with nitrogen-diluted methane or propane at the outermost nozzle of the burner. An air flow was located in-between. The results showed that the existence of the pilot flame helped stabilizing the main flame even at the flammability limit concentration of nitrogen-diluted fuel. The co-flow burner generated re-circulation zones and local variation of equivalence ratio depending on the flow rates of the reactants, which are known to help flame stabilization. Hot-wire experiments confirmed that both heating of the reactants and supplying of active chemical species by the pilot flame contributed to stabilization of the main flame. The results of this study would suggest a design concept for an efficient SVRU system that minimizes the emission of unburned hydrocarbon fuel from ship fuel tanks.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국가시화정보학회 2003년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.107-110
• /
• 2003

Characteristics of PAH and soot formation in coflow diffusion flames of methane, methane, propane, and ethylene have been experimentally studied to investigate the temperature and fuel structure effect on soot formation. PAH and soot images were acquired by applying PAH LIF and LII techniques, respectively and temperature was measured using R-type thermocouple. Direct photographs of soot particles have also been taken by transmission electron microscopy (TEM) through a thermophoretic sampling. Comparison of PAH and soot formation between the aliphatic fuels has shown the importance of fuel structure effect in diffusion flames.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제26권7호
• /
• pp.915-921
• /
• 2020

연소실 내 공조현상으로 인해 발생되는 열음향 불안정성은 안정적인 연소시스템을 구현하기 위해 해결해야 하는 고질적인 문제로 제기되어 왔다. 열음향 불안정성은 크게 1차 2차 열음향 불안정성으로 나뉘며, 본 연구에서는 열음향 불안정성 중 2차 열음향 불안정성의 천이에 관해 열손실이 미치는 영향에 대한 실험적 연구를 진행하였다. 2차 열음향 불안정성을 발생시키기 위해 한쪽 끝이 열린 1/4 파장 공명기를 채택하여 수직으로 설치하였고, 공명기 내부에는 예혼합 가스를 주입하였다. 또한 공명기 상단으로 발생하는 열손실 효과를 비교하기 위해 추가적으로 외부 동축류 관을 설치하였다. 연료 농후조건의 예혼합 가스만을 채택하여 주입하였기 때문에 동축관에 주입되는 기체에 따라 공명기 상부에 추가적인 확산화염이 형성될 수 있다. 그 결과 확산화염이 발생되었을 경우 공명기 상단으로의 열손실이 감소하며 2차 열음향 불안정성이 발현되었으며, 확산화염이 억제되어 공명기 상단으로의 열손실이 증가하였을 경우 2차 열음향 불안정성의 발현이 억제되는 결과를 도출하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권1호
• /
• pp.75-81
• /
• 2012

고온의 동축류 공기와 수소가 함유된 메탄 연료제트에서 자발화된 층류 부상화염의 특성을 실험적으로 조사하였다. 그 결과로 순수 메탄 제트에서 자발화되는 경계 온도인 920 K 를 초과하는 초기 온도에서 메탄/수소 혼합기의 자발화된 부상화염은 연료 몰분율에 따라 삼지화염 또는 마일드 연소를 보였고, 제트속도에 따라 부상화염의 높이가 증가하는 전형적인 특성을 보였다. 소량의 수소가 첨가된 부상화염의 높이는 메탄의 경우와 유사하게 단열적 점화지연시간의 2 승에 대한 의존성이 유지되었다. 반면에, 초기 온도가 920 K 미만인 경우에서 화염은 수소의 점화 촉진에 의해서 자발화 되었다. 그리고 제트속도가 증가함에 따라 자발화된 부상화염의 높이는 비선형적으로 감소하는 독특한 특성을 보였으며, 수소의 선호확산이 그 현상에 대해서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.