• 제목/요약/키워드: 부분예혼합화염

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스월을 강화한 메탄/공기 부분 예혼합화염에서 자발광($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, 그리고 $C_2^{\ast}$) 배출특성과 배기배출물에 관한 실험적 연구 (An Experimental Investigation of the Characteristic of Radical ($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, and $C_2^{\ast}$) and Pollutant Emission in Partially Premixed Swirling Methane-air Flames.)

  • 안경민;정용기;장영준;전충환
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.320-327
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    • 2005
  • An experimental study was performed to investigate the effects of partially premixing, varying the equivalence ratios from $1.36{\sim}{\infty}$, and swirlers with swirl numbers of 0, 0.28, 0.64, and 1.32, on the characteristic of radical ($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, and $C_2^{\ast}$) and pollutant emission in partially premixed swirling flames. The signal from the electronically excited state of $OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, and $C_2^{\ast}$ was detected through a band pass filter with a photo multiplier tube, and flow fields images were detected through a schlieren system. The results demonstrated that the flame height decreases and jet spreading angle increase with increasing a swirl number. The more momentum ratio and swirl number increase, the more decrease flame height, and the generation of sooting flame is promoted.

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이중 콘형 부분 예혼합 GT 노즐의 연료 분사구 형상 변화에 대한 연소특성 (Combustion Characteristics of a Double-cone Partial Premixed Nozzle with Various Fuel hole Patterns)

  • 김한석;조주형;김민국;황정재;이원준
    • 한국가스학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.25-31
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    • 2020
  • 산업용 혹은 발전용 가스터빈에 사용되는 이중 콘형 예혼합 연소기의 연소 특성을 이해하기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 노즐의 여러 연료 분사 방식에 대하여 NOx와 CO의 배출 특성, 화염 안정성 및 연소실 온도 분포에 대한 연소특성을 비교하였다. 주 연구 결과로는 연료홀 개수가 동일하고 연료 홀 직경이 감소하는 경우와 연료 홀면적이 동일하고 연료 홀 수가 감소되는 경우 연료의 연소용 공기층 침투가 커지기 때문에 NOx의 배출은 감소하지만 화염 안정성은 감소하게 된다. 그리고 동일 연료 홀 면적을 이용하는 분사방식에 있어서 연료 홀을 교차 변경하는 경우 연료의 평균 침투거리 증가로 NOx의 배출이 감소되며 연료 침투거리가 적은 연료가 화염을 안정화시키는 역할을 한다.

이중선회 가스터빈 모델연소기에서 맥놀이 현상으로 인한 연소불안정 특성 (Combustion Instability Characteristics due to the Beating Phenomenon in the Dual Swirl Gas Turbine Model Combustor)

  • 장문석;이기만
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.61-69
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    • 2016
  • 본 연구는 이중 선회 가스터빈 연소기에서 연소실 길이와 열용량을 변수로 연소불안정 현상과 관련된 결과이다. 특히 열용량이 상대적으로 작은 구간에서 연소실 길이가 길어지면 공진 주파수의 값이 일정하게 유지되는 맥놀이 현상이 발생하는 것이 확인되었다. 이러한 맥놀이 현상은 메인 화염과 파일럿 화염이 각각 다른 주기로 거동하기 때문에 발생되었으며, 연소실 길이가 증가하여도 주파수의 값이 변하지 않는 현상은 메인 화염과 파일럿 화염의 서로 다른 상호작용 결과라고 판단된다.

동축류 버너에서 생성된 부분 예혼합 화염을 이용한 화염 온도 측정 검정원 연구 (Study on the partially premixed flames produced by a coflow burner as temperature calibration source)

  • 박철웅;한재원;신현동
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2000년도 제21회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.160-167
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    • 2000
  • We investigated a uniform temperature zone, produced by double flame structure of a coflow CH4/air partially premixed flame, to be used as a temperature calibration source for laser diagnostics. A broadband N2 CARS(coherent anti-Stokes Raman spectroscopy) system with a modeless laser was used for temperature measurement. When the stoichiometric ratio was 1.5, we found the uniform temperature zone in radial direction of the flame of which the averaged temperature was 2110 K with standard deviation 24 K. In the stoichiometric ratio range between 2.0 and 2.5, we found very stable temperature-varying zones in vertical direction at the center of the flame. The size of the zone was approximately 15 mm and it covered a temperature range from 300 K to 1900 K. We also suggest that this zone can be used as a calibration source for 2-D PLIF(planar laser induced flurescence) temperature measurement.

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부분 예혼합 화염의 NOx 배출과 화염특성에 관한 실험적 연구 (A Study on NOx Emission and the Characteristics of Partially Premixed Flame)

  • 최주석;전철균
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2001년도 제22회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.156-162
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    • 2001
  • The effects of co-flow and the variation of the equivalence ratio on NOx emission were investigated experimentally for unconfined and confined partially premixed flames. The shape, length, temperature of flames and the concentration of burnt gas were measured. Two types of co-flow (parallel and swirling co-flow) were considered. For unconfined flames, flame with parallel co-flow is the longest and the next is flame without co-flow. Flame with swirl is the shortest. The length of swirling flame increases suddenly under certain value of equivalence ratio. EINOx is diminished by the decrease of equivalence ratio. It is found that the unconfining of flame enhances the emission of NOx. The EINOx of unconfined flame with parallel co-flow is less than that of flame without co-flow.

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난류 비예혼합 및 부분예혼합 화염장에서 매연입자의 생성특성 해석 (Numerical Studies on Soot Formation Characteristics of Turbulent Non-premixed and Partially Premixed Flames)

  • 김태훈;이정원;김용모
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.141-143
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    • 2012
  • The present study is aiming at numerically analyze the soot formation processes coupled with gas reaction mechanism in turbulent non-premixed and partially premixed flames. In order to realistically represent turbulence-chemistry interactions with detailed chemical kinetics and soot formation behaviour related to the turbulent non-premixed and partially premixed flames, the transient flamelet[1] and flamelet based level-set approach[2] are coupled with soot formation based on the two equation model [3] and DQMOM (Direct Quadrature Method of Moment)[4].

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전산 유체 해법의 엔진 설계 응용 연구의 최근 동향 (Recent trends in applied researches of CFD for a new engine design)

  • 허강열
    • 오토저널
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    • 제17권5호
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    • pp.1-8
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    • 1995
  • 전산유체 해법의 내연기관 3차원 해석에 대한 최근 연구 동향에 대해 소개하였다. 난류유동 해석은 아직 정확성과 신뢰도 면에서 많은 연구가 필요하지만 현재의 상태에서도 직관, 경험, 실험 측정에 의해 파악하기 어렵거나 많은 비용과 시간이 요구되는 부분을 보완해 줄 수 있는 도구로서 인정받고 있다. 연소해석 부분은 현상 자체가 유동, 연소, 분무, 열전달등이 복합적으로 작용하는 어려운 문제로서 공학계산의 가장 첨단 분야 중의 하나라 할 수 있다. 현재 관련 모델로서 스파크 점화기관의 점화 및 화염전파, 배기가스 생성 과정과 디젤기관의 압축착화, 예혼합 및 확산 연소, 매연 등의 생성과정에 대한 모델 개발과 검증이 활발히 이루어지고 있다. 일부 발표된 논문 결과들은 이와 같은 방법이 엔진의 주요 연소 특성을 재현하는데에 성공적으로 활용될 수 있음을 보여주고 있다.

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이중 동축류 버너에서 부분예혼합화염의 특성에 관한 연구 (Characteristics of Partially Premixed Flames in Double Concentric Burner)

  • 권성준;차민석;정석호
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 1998년도 제17회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.131-138
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    • 1998
  • Flame characteristics in a double concentric burner has been studied experimentally. Air is supplied through a central nozzle, methane/air premixture is supplied in a inner annular part, and coflowing shield air is supplied to minimize outside disturbances. Depending on flow rate and concentration, various flame shapes can be observed. As the flow rate difference between central air jet and annular premixed jet is varied, several distinctive flames are observed. Conditions of partially premixed flames are further investigated; nozzle attached rich premixed flame, inner lifted flame, and outer lifted flame. Using the Abel transformation of digitized images of flames, cross- sectional images of flames can be obtained, from which overall structure of flames can be identified. PLIF measurement of OR radical was also conducted. OR radicals were mainly distributed in diffusion flame region. From the difference of OR distribution between nozzle attached and lifted flames, similarity of OR distribution between tribrachial flame and lifted flames in this study are observed.

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난류 부분예혼합화염과 로테이팅 아크 플라즈마를 이용한 난연성 유증기의 연소처리 (Reduction of Lean VOC Emission by Reforming with a Rotating Arc Plasma and Combustion with a Turbulent Partially-Premixed Flame)

  • 안태국;이대훈;박선호
    • 한국연소학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.23-31
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    • 2017
  • Large-scale fuel tanks emit massive amount of hardly-combustible VOC mixtures which are light hydrocarbon species in dilution with nitrogen and carbon dioxide. We have developed a lab-scale burner to combust those VOC mixtures by use of a turbulent partially-premixed flame as a pilot flame. For a higher HC treatment ratio, the mixture gases were reformed by a rotating arc plasma device. The results showed that the nitrogen mole fraction and the injecting speed of the VOC mixture influence on the performance of the burner. It was also found that the size of the pilot flame and the power supplied to the plasma device determine the overall HC treatment ratio and the concentrations of CO and NOx in the exhaust gas.

유증기 연소처리를 위한 난류 부분예혼합화염의 활용 및 유동장 가시화 (Utilization and Visualization of Turbulent Partially-premixed Flame for Combustion of Inert-gas-diluted VOC)

  • 안태국;남연우;박선호
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.193-196
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    • 2015
  • Combustion of low concentration VOC in inert gas around the flammability limit has been experimentally studied. Streams of nitrogen and propane mixture with various compositions and flow conditions were treated by a turbulent partially-premixed pilot flame. HC and CO contents in exhaust gas measured and the flow patterns were visualized. The results suggested that there exists an optimal mixture velocity range for efficient combustion treatment for each flow condition and composition of the mixture.

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