• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.132-137
• /
• 2005

The burning characteristics of interacting spherical droplet in a turbulent flow are numerically investigated. The transient combustion of 3-dimensionally arranged droplets, both the fixed streamwise droplet distances of 3 radii and 10 radii and different turbulence intensities, is studied. The results obtained from the present numerical analysis show that droplet vaporization rate for heptane droplet is insensitive to turbulence intensity, and that the transient flame configuration and retardation of droplet surface temperature augmentation with streamwise droplet spacing substantially influence vaporization process of interacting droplets. Single flame mode in which individual flames are merged into single flame, with decreasing streamwise droplet spacing, becomes faster. Therefore, vaporization rate of the second droplet with decreasing streamwise droplet spacing decreases remarkably with flame movement.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.110-119
• /
• 2005

The combustion characteristics of binary component single droplets hanging at the tip of a quartz fiber are studied experimentally at different environmental pressures and temperatures under normal gravity. Normal Heptane and Normal Hexadecane are selected as two fuels with high difference in boiling temperatures. A falling electrical furnace in a high pressure vessel has provided high temperature environment. Nitrogen and air have formed the environment to study evaporation and combustion, respectively. The initial diameter of droplet was ranging from 1.1 to 1.3 mm. The evaporation and combustion processes were recorded by a high speed digital camera. Some characteristics of droplet burning under different environment conditions and different droplet composition have been investigated. Microexplosion of droplet take places under atmospheric pressure. Bubble formation and its consequent result, incomplete droplet disintegration which presents in all binary compositions, do not appear at high pressure. The initiation of combustion, always takes place in the bottom of droplet due to buoyancy effect of relatively cold fuel vapor. Also, the burning of binary droplet produces soot when the pressure is high.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
• /
• pp.209-211
• /
• 2015

Evaporation characteristics of a single droplet of carbon nanofluids were investigated in a rapid compression machine(RCM). n-Heptane and carbon black N990 were used to synthesize the carbon nanofluids. RCM is an experimental set-up to simulate a single compression stroke of reciprocating engine. Temperature and pressure in a reaction chamber were measured during the compression stroke. After the piston reaches top dead center(TDC), temperature and pressure decreased due to the heat loss at wall. In that process, a single droplet of carbon nanofluids underwent unsteady condition. A single droplet was put at the center of reaction chamber. Thermocouple whose tip is $50{\mu}m$ was used not only to measure transient bulk temperature, but also to suspend the droplet. The picture of single droplet was taken using high speed camera with a frame rate of 500 fps. From those pictures, the droplet diameter was measured by visual basic program.

• 한국분무공학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.261-267
• /
• 2015

The main purpose of this study is to provide the information of soot generation of toluene fuel droplet. To achieve this, this paper provides the experimental results on the different initial diameter of toluene droplet combustion characteristics conducted under equivalent ambient pressure ($P_{amb}$) and oxygen concentration ($O_2$) conditions. Visualization of single fuel droplet was performed with high resolution CCD camera and visualization system. At the same time, ambient pressure ($P_{amb}$) and oxygen concentration ($O_2$) were maintained by ambient condition control system. Soot volume fraction ($f_v$) was analyzed and compared on the basis of intensity ratio ($I/I_0$) of background image. The result of soot generation was almost the same regardless of initial droplet diameter since thermophoretic flux is not much changed under the same ambient conditions. Soot standoff ratio (SSR) of 2 mm diameter showed unstable variation characteristics due to the short available measuring time.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.37-47
• /
• 1999

부유중인 분진의 화재 및 용기 또는 파이프의 미세한 균열에서 비산되는 가연성 액체의 분무화재의 위험성은 착화후의 고속 확산과 높은 열방출율로 인하여 매우 높은 것으로 알려졌다. 이에 대한 연구는 주로 실험적으로나 또는 거시적인 관점의 해석으로 제한되어 왔다. 본 연구는 미시적인 관점의 해석으로서 분진 및 분무를 가연성 미세 액적으로 가정하여 그의 증발과 착화에 대하여 연구하였다. 첫 단계로서 일열의 액적 배열을 계산영역으로 하여, 비정상 이차원 보존방정식들을 적용하였다. 수치해석은 일반화된 비직교 좌표계를 사용하였고, 화학반응은 Arrhenius의 법칙에 의하여 반응속도가 제어되는 일단계 반응을 고려하였다. 계산결과는 액적 주위의 온도와 반응물질의 농도분포를 시간에 따라 보여준다. 주위의 산소가 증발하는 액적의 연료와 섞이기 시작하고 착화 조건에 다다르면, 급격한 발열반응이 예혼합된 가스로부터 일어나기 시작한다. 최대온도 영역은 점차적으로 액적 표면으로 이동하며 최대온도는 착화이후 급격히 상승한다. 연료와 산소의 농도는 최대온도 영역 근처에서 최소값을 보인다. 따라서 착화순간에는 예혼합연소의 양상을 띠는 것으로 나타났다. 이후에는 예혼합 가스의 소멸로 확산연소의 양상을 띠게 된다. 액적간의 거리는 중요한 요소로서 멀리 떨어져 있는 경우부터 액적간의 거리가 가까워지면 착화지연 시간이 줄여들어 착화가 빨리 일어나는 것으로 관찰되었다. 또한 착화 후에는 최대온도 영역이 일열의 중심선으로부터 멀어지는 것으로 나타났는데 이것은 중심부근의 산소가 먼저 소모되고 외부로부터의 산소공급도 화염에 의해 차단되어 나타나는 현상이다. 이번 연구로 미세적인 착화현상에 대한 이해를 높이게 되었고 추후 복잡한 배열에 대한 연구도 가능할 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
• /
• pp.321-327
• /
• 2010

마이크로 크기의 단일 알루미늄 해석을 위한 간단한 모델을 작성하고, 현상의 주요 파라메터를 도출하는 연구를 수행하였다. 금속 입자의 연소는 점화와 준정상상태의 연소 단계로 구성하였고, 각 단계는 액적 연소의 경우와 유사하게 보존 및 이송 방정식들을 사용하여 모사되었다. 모델은 기존의 실험 데이터와의 엄격한 비교를 통해 신뢰성을 검증하였고, 이 과정에서 현상의 주요 변수를 도출하여 그 영향을 평가하였다. 주요 변수로는 초기 입자크기, 산화 피막 두께, 대류 열전달의 유무, 외기온도, 압력 등이 선정되었고, 간단한 열역학적 모델임에도 불구하고 정량적으로 실험 데이터와 유사하게 각각의 파라메터의 영향을 평가할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제17권5호
• /
• pp.1246-1252
• /
• 1993

본 연구에서는 CWS액적을 대상으로 주위 분위기 조건등에 대하여 점화등의 연소현상을 평가하기 위한 실험장치를 구성하고 일련의 실험을 수행하였다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.47-55
• /
• 2001

The transient laminar reacting flows around fuel droplet have been numerically analyzed. The physical models used in this study can account for the variable thermophysical properties and the chemistry is represent by the one-step global reaction model. The present study is focused on the vaporization and ignition characteristics, flame structure including wake flame, transition flame and envelope flame, and interaction between droplets. Special emphasis is given to the triple flame structure and flame stabilization.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제17권7호
• /
• pp.1823-1832
• /
• 1993

CWS(coal-water slurry) is used for application in power plants, boilers, industrial furnaces. A single coal-water slurry droplet ignition has been examined to reveal the basic nature of their evaporation, volatilization and heating processes. The interior droplet temperature distribution has been considered. The effect of coal thermal conductivity, droplet size, water fraction in the slurry, gas temperature and velocity and radiation on the ignition phenomena were also studied. Either increasing the velocity and gas temperature or decreasing the droplet size and water fraction in the slurry may reduce the time for evaporation and ignition delay time.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.15-26
• /
• 1997

The present study is mainly motivated to numerically simulate the autoignition and combustion process of a diesel spray in RCM and effects of design parameters on combustion and engine performance in the DI diesel engine using EGR. In case of the burning spray in RCM, special emphasis is given to the autoignition process coupled with the fluid mechanics and chemical reaction. Computations are carried out for a wide range of operating condition in terms of temperature, concentration of oxygen and carbon dioxide of the intake gas in the DI diesel engine. Numerical results indicate that the mixing process along the edges of spray jet has a crucial role for autoignition and combustion process. Temperature and concentration of O2 and CO2 of intake gas significantly influence the combustion characteristics and engine performance in the diesel/EGR environment.