• Title/Summary/Keyword: 예혼합화염

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Structure of Premixed Turbulent Flames Stabilized by a Cylinderical Flame Holder (원주 보염기에 의해 안정화된 난류 예혼합 화염의 구조)

  • ;香月正司;水谷幸天
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.4
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    • pp.497-508
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    • 1985
  • 본 논문에서는 일양한 예혼합 기류중에 놓여진 원주 후류의 고온 순환류에 의 해 보지되는 난류 예혼합 화염을 대상으로 해서 유동의 가시화 및 온도와 이온전류의 변동의 측정에 의해서 화염의 구조를 조사한 결과, 원주 보염기 후류의 재순환 영역부 근에 형성된 전단층에 있어서는 코히렌트(Coherent)구조의 화염이 되고 하류부에서는 불규칙한 3차원 와(渦)에 지배되는 전파성 화염이 형성 되었다. 온도변동에 대한 쌍 봉성의 확율밀도분포와 이온전류변동에 대한 3개의 피이크의 확율밀도분포는 엷은 반 응면을 사이에 두고 미연혼합기괴와 기연가스괴가 서로 접하는 주름 상층류화염 또는 층류화염편의 구조에 대응하며, 코히렌트 와(渦)에 지배되는 화염에 있어서는 거시적 혼합은 코히렌트 와의 거동에 지배되나 그 구조는 주름상층류 화염과 일부 강한 전단 력을 받는 부분에는 분산 반응영역의 구조임이 밝혀졌다.

화염의 구조에 대한 이론해석

  • 정석호
    • Journal of the KSME
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    • v.25 no.4
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    • pp.320-326
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    • 1985
  • 지난 10여년간의 연소분야에 대한 연구는 크게 세가지 방향에서 괄목할 만한 발전을 이루어 왔다. 그 첫째는 대용량 컴퓨터의 개발에 따른 수치해석능력의 신장을 들 수 있고, 둘째는 실 험에서 레이저를 이용한 비접촉 계측방법의 발달을 들 수 있다. 또한 이론적 관점에서는 1974 년이래 유체역학에서 프란틀의 경계층 이론에 비견될 수 있는 접합점근방법(matched asymptotic technique)를 이용하여 예혼합 화염의 전파속도, 확산화염의 구조 및 점화/소화현상, 열폭발문제, 화염의 안정성 등에 관한 엄격한 해석이 가능하게 되었다. 이로서, 종래의 현상적, 물리적 설 명으로 이해될 수 없었던 분야를 해석할 수 있었다. 이에 따라 본 강좌에서는 연소분야의 이 론적 연구에 초점을 맞추어 접합점근방법의 기초개념 및 해석방법을 소개하고자 한다. 이를 위해 2장에서 확산 화염과 예혼합 화염의 특성을 설명하고, 3장에서 화염면 극한의 해석, 4장에서 확산 화염의 구조해석을 통한 점화/소화현상 및 5장에서 예혼합 화염에의 응용 등을 소개한다.

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

  • Kim, Min Sung;Kim, Jeong Soo;Hwang, Yeong Yeun
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.18 no.4
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    • pp.43-49
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    • 2014
  • This experimental study has been conducted to scrutinize the effects of an ultrasonic standing wave (USW) on the propagating velocity and structure of methane/air premixed flame. Propagating flame was caught by high-speed Schlieren photography, and the variation of flame-behavior was analyzed in detail. It is revealed that horizontal splitting in burnt zone is resulted by the USW, and the flame propagation velocity is augmented due to the strengthened chemical reaction. Evolutionary feature of the flame perturbed by USW, maintaining a pseudo-symmetry of top and bottom flame-front about the propagation axis tends to be free from buoyancy effect.

A Transitional Behavior of a Premixed Flame and a Triple Flame in a Lifted Flame(II) (부상화염에서 예혼합화염과 삼지화염의 천이적 거동(II))

  • Jang Jun Young;Kim Tae Kwon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.29 no.3 s.234
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    • pp.376-383
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    • 2005
  • In the paper we investigate characteristics of a transitional behavior from a premixed flame to a triple flame in a lifted flame according to the change of equivalence ratio. In previous study, we showed that the stabilized laminar lifted flame regime is categorized by regimes of premixed flame, triple flame and critical flame. A gas-chromatograph is used to measure concentration field, a smoke-wire system is used to measure streak line, and a PIV system is used to measure velocity field in lifted flame. In the visualization experiment of smoke wire, the flow divergence and redirection reappeared in premixed flame as well as triple flame. Thus we cannot express the flame front of lifted flame has a behavior of triple flame with only flow divergence and redirection. In PIV measurement, flow velocity for those three flames has minimum value at the tip of flame front. To differentiate triple flame and premixed flame, $\Phi$ value of partially premixed fraction is employed. The partially premixed fraction $\Phi$ was constant in premixed flame. In critical flame small gradient appears over the whole regime. In triple flame, typical diffusion flame shape is obtained as parabolic distribution type due to diffusion flame trailing.

A Study on Measurement of Premixed Spray Flame using Cross-correlation PIV (상호상관 PIV를 이용한 예혼합 분무화염의 계측에 관한 연구)

  • Yang Young-Joon;Kim Bong-Hwan
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.14 no.4 s.44
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    • pp.259-267
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    • 2005
  • In an attempt to elucidate combustion mechanism or premixed spray flame in detail, both the enlarged photographing, which was performed for spray cross-sectional images of premixed spray flame, and the cross-correlation PIV, which was performed for consecutive time-series images to obtain instantaneous two dimensional flow field, were applied. This study indicated that CW laser as well as pulse laser could be applied for PIV. Furthermore, the results of cross-correlation PIV, which was self-made PIV program, was shown in good agreement with those of PDA. Therefore, it was verified that cross-correlation PIV using CW laser in this study could be effectively used for observing structure of premixed spray flame.

Effects of Oxygen Enrichment on the Structure of Premixed Methane/Fluorinated Compound Flames (메탄-불소계 화합물의 예혼합화염 구조에서 산소 부화의 효과)

  • Lee, Ki-Yong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.35 no.8
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    • pp.839-845
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    • 2011
  • We performed numerical simulations of freely propagating premixed flames at atmospheric pressure to investigate the influence of trifluoromethane on $CH_4/O_2/N_2$ flames under oxygen enrichment. Trifluoromethane significantly contributed toward a reduction in flame speed, the magnitude of which was larger in terms of the physical effect than the chemical effect. More trifluoromethane could be added and consumed on oxygen-enriched $CH_4/O_2/N_2$ flames. $CHF_3$ was decomposed primarily via $CF_3{\rightarrow}CF_2{\rightarrow}CF{\rightarrow}CF:O{\rightarrow}CO$ and $CHF_3+M{\rightarrow}CF_2+HF+M$ played an important role in oxygen-enhanced flames. When an inhibitor was added to oxygen-enriched flames, the position of the maximum concentration of active radicals was shifted to a relatively low temperature range, and the net rate of OH became higher than that of H.

Stabilization of Lean Premixed Flames by a Heated Cylindrical Rod;The Role of Heat Flux (가열된 원통형보염기에 의한 희박 예혼합화염의 보염;열유속의 역할)

  • Seo, Dong-Kyu;Lee, Won-Nam
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.1372-1377
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    • 2003
  • The stabilization of propane/air lean premixed flames by a heated cylindrical rod is investigated experimentally. The flame stability limits, heat flux, surface temperatures, equivalence ratios, and mixture velocities are measured in order to understand the role of heat flux or surface temperature on the flame stabilization of lean premixed flames. The flame stability limits are lowered by a heated cylindrical rod and extended even below the flammability limit of propane/air mixture when sufficient heat flux is provided. The flame stability limit decreases with the increase of heat flux or surface temperature and decreases with the higher mixture velocity. The diameter of cylindrical rod, however, dose not significantly affect the flame stability limit. The laminar flame speed has been measured for ultra lean propane/air premixed flames. The flame stabilization by a heated cylindrical rod provides the useful tool for the measurement of flame speed under very fuel-lean conditions.

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Fundamental Study on the Development of the EGR Efficiency (Part I: Effects of Reformer Gas Addition in $CH_4/air$ Premixed Flames) (다양한 연료의 EGR 성능개선에 관한 기초연구(Part I: 메탄/air 예혼합화염에서 RG의 첨가효과))

  • Lee, Chang-Eon;Hwang, Cheol-Hong;Tak, Young-Jo
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.11 no.3
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    • pp.33-39
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    • 2007
  • In this study, the effect of reformer gas(RG) on the performance development of the exhaust gas recirculation(EGR) was investigated numerically in $CH_4/air$ premixed flame. Typically EGR is used to reduce the flame temperature and NOx emission, whereas RG can be used to improve the flame stability, such as homing velocity. This competitive relationship is focused in this study. As a result, it can be identified that the adjustments of EGR and RG ratio can achieve the low NOx emission and the similar flame stability to pure $CH_4/air$ premixed flame simultaneously.

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Comparison of NOx Emission Characteristics of CH$_4$ Double and Normal Jet Diffusion Flame (CH$_4$ 이중 및 정상 분류확산화염에서의 NOx 배출 특성 비교)

  • 홍승수;김종현;이창언
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.155-160
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    • 2002
  • 연소시 발생하는 오염물질 중 NOx는 심각한 대기오염의 원인이 되는 것으로 알려져 있어, 각종 연소기 등에서 발생하는 NOx 저감을 위한 연구가 중요하게 대두되었다. 특히 확산화염은 예혼합화염 및 부분예혼합화염에 비해 NOx, Soot 등 오염물질이 발생할 가능성은 높으나 화염 안정성이 좋아 산업용 연소기에 많이 이용되고 있어 보다 다양한 NOx 저감 기술의 필요가 요구되고 있다.(중략)

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난류 예혼합 화염에 의한 미연가스 영역의 난류 특성 변화

  • 이대훈;권세진
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.04a
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    • pp.25-25
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    • 1999
  • 안정화 화염으로 수소 확산 화염을 이용한 메탄/공기 난류 예혼합 화염의 미연가스 영역의 난류 특성을 측정하였다. 측정은 동일한 위치에 대해서 화염이 존재할 때와 존재하지 않을 때에 대해 수행되었다. 버너 출구 레이놀즈 수 7000에서 당량비 0.6과 1.0의 경우에 대해 실험이 수행되었다. 난류 유동장은 2색 레이저 유속계에 의해 측정되었다. 21개의 위치에 대해서 반복적으로 측정이 수행되었다.

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