• 제목/요약/키워드: 평면레이저 유도형광

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평면 레이저 유도 형광법을 이용한 엔진 연소실 OH 라디칼 계측

  • 오승묵;조규백;이중재;고동섭
    • 한국광학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.468-472
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    • 1999
  • 평면 레이저 유도 형광법을 사용하여, 가시와 엔진내부에서 연소 과정이 진행되느 동안 OH라디칼 분포에 대한 2차원 영상을 계측하였다. Rayleigh 산란광을 차단하기 위해서 광대역 필터인 UG11을 사용하였으며, OH 형광 영상은 ICCD카메라로 수집하였다. OH라디칼 은 Q1(11)과 P2(8) 파장으로 여기하였다. 엔진 연료로는 iso-octane을 사용하였으며, 이 연료에서는 자체 형광이 발생하지 않았다. 난류를 암시하는 주름진 화염 경계면을 명확하게 관측하였으며, 어떤 영상에서는 화염 섬(flame island)이 나타나기도 한다.

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분무 패턴 측정을 위한 평면 이미지 기법 (A Planar Imaging System for Spray Patternation)

  • 이경진;정기훈;윤영빈;정경석;정인석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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    • pp.7-7
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    • 1998
  • 액체 연료 분포의 균일성과 대칭성은 연소 효율을 높이고, 공해 물질을 줄이는데 있어서 필수적인 요소이기 때문에 분무 패턴을 정량적으로 해석하는 것은 매우 중요하다. 고전적으로 사용되고 있는 mechanical patternator는 ⅰ) 유동을 교란시키고, ⅱ) 공간 분해능이 떨어지며, ⅲ) 복잡한 재순환 유동이나 화학 반응이 있는 유동에서의 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점들을 극복하기 위하여 레이저를 이용한 optical patternator에 대한 연구가 진행되고 있다. Optical patternator는 유동을 교란시키지 않으면서 고해상도의 분무 패턴 측정을 할 수 있다. 형광 신호는 물질의 체적에 비례한다. 따라서, 레이저 평면광을 분무에 조사시켜 주어서 유도되는 형광 신호를 이용하는 평면액체 레이저 유도 형광법(PLLIF : Planar Liquid Laser Induced Fluorescence)은 분무패턴을 알아보는 매우 유용한 방법이다.

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PLIF를 이용한 ATR 연소기 내부의 연료분포 측정 (Fuel Distribution Measurements in ATR Combustor using PLIF)

  • 양인영;진유인;양수석;박승재
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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    • pp.274-277
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    • 2004
  • ATR 엔진 연소기 내부에서의 연료와 공기의 혼합성능은 연소 안정성이나 효율에 지배적인 요인이 된다. 본 연구에서는 ATR 모델 연소기에서의 혼합성능을 비교하기 위하여 두 유체의 속도 비$(r=v_a/v_f)$를 변화시키면서 연료분포를 측정하였다. 측정 방법으로는 2차원 연료분포를 얻기 위하여 널리 이용되는 평면레이저 유도형광기법과 화상처리 기법을 사용하여 연료분포 이미지를 얻었다. 측정된 연료분포 화상으로부터 공기속도/연료속도 비가 1에 가까울수록 연료 혼합성능이 떨어지는 특성을 관찰하였다.

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PLIF를 이용한 ATR 연소기 축소모형의 연료분포 측정연구 (Measurement of the fuel distribution in a scaled ATR combustor using PLIF)

  • 진유인;양인영;최영환;양수석
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.55-65
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    • 2005
  • 에어 터보 램제트 엔진 연소기에서 연료와 공기의 혼합성능은 연소 효율과 안정성에 중요한 요인이 된다. 에어 터보 램제트 축소모형의 연소기에서 혼합기에 따른 혼합성능을 파악하기 위하여 두개의 꽃잎형 혼합기를 제작하였고, 각각에 대하여 연료 분포를 측정하였다. 2차원 연료 분포 측정에는 평면 레이저 유도 형광 기법을 사용하였다. 획득한 아세톤 형광 이미지는 이미지 처리 기법을 사용하여 정량적 연료 분포로 나타내었다. 이러한 연료 분포 이미지를 바탕으로 연료와 공기의 혼합성능이 좋은 혼합기를 알아내었다.

평면 레이저유도 형광법을 이용한 부상화염의 특성 연구 (Study on the characteristics of laminar lifted flames using planar laser induced fluorescence technique)

  • 이병준;정석호;한재원
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권11호
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    • pp.1393-1402
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    • 1997
  • Characteristics of the lifted flame which is generated by issuing of the fuel through the miniature nozzle, d = 0.164 mm, are studied using the planar laser induced fluorescence technique. OH radical is excited on the $Q_{1}$(8) line of the $A^{2}$.SIGMA.$^{+.leq.X2}$ .PI.(1, 0) band transition (283.55 nm) and LIF signals are captured at the bands of (0, 0) and (1, 1) transition (306 ~ 326 nm) using the filters and ICCD camera. Hydroxyl radical (OH) profile for nozzle attached flame shows that OH radical populations at the flame sides and flame tip are larger than those at the base. But for the lifted flame (tribrachial flame) case, those are larger at the flame base than at the flame tip and flame sides. The OH radical is more dense near the center line of flame base at the blowing out. This fact proves the Chung and Lee's blowout theory-blowout occurs when the flame is anchored at the flame axis. axis.

아세톤 형광을 이용한 공연비 측정 기법 연구 (An Experimental Investigation of Air Fuel Ratio Measurement using Laser Induced Acetone Fluorescence)

  • 박승재;허환일;오승묵
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.353-356
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    • 2002
  • Planar laser induced fluorescence(PLIF) has been widely used to obtain two dimensional fuel distribution. Preliminary investigation was performed to measure quantitative air excess ratio distribution in an engine fueled with LPG. It is known that fluorescence signal from acetone as a fluorescent tracer is less sensitive to oxygen quenching than other dopants. Acetone was excited by KrF excimer laser (248nm) and its fluorescence image was acquired by ICCD camera with a cut-of filter to suppress Mie scattering from the laser light. For the purpose of quantifying PLIF signal, an image processing method including the correction of laser sheet beam profile was suggested. Raw images were divided by each intensity of laser energy and profile of laser sheet beam. Inhomogeneous fluorescence images scaled with the reference data, which was taken by a calibration process, were converted to air excess ratio distribution. This investigation showed instantaneous quantitative measurement of planar air excess ratio distribution for gaseous fuel.

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평면 선해리 레이저유도 형광법과 레이래이 분산법을 이용한 연소실내의 OH 및 $O_2$의 2차원적 농도측정 (Two-dimensional $O_2$ and OH Density Measurement Using Tunable KrF Excimer Laser Light a Combustion Bomb via Planar Laser Induced Predissociative Fluorescence and Laser Rayleigh Scattering)

  • 김경수
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.91-99
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    • 1994
  • Tunable KrF Excimer Laser is used here for measuring OH and $O_2$ density distribustion in an open $H_2$/air premixed flame and in a combustion bomb. Laser Rayleigh Scattering(LRS) and Planar Laser Induced Predissociative Fluorescence(PLIPF) methods are used to obtain two-dimensional images of total and specific densities. Laser Excitation wavelengths are calibrated via flame images and combustion bomb images show good qualitative a greement with theoretical calculation. Furthermore images in a combustion bomb can be developed to study real Spark-Ignition engine combustions. Our experimental images show that there are no more collisional quenching problem at high pressure environment(including atmospheric pressure) using predissociative fluorescence technique. Further development to obtain two-dimensional temperature dustribution is ready to use eventhough it is not reported in this paper.

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수직분사제트에서 다양한 분사각도의 분무궤적 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Trajectory Characteristics of Liquid Jet with Canted Injection Angles in Crossflow)

  • 김민기;송진관;황정재;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.38-47
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    • 2008
  • 횡방향으로 유입되는 공기유동에서 연료 제트의 액주 및 액적영역의 궤적에 관한 연구를 수행하였다. 실험방법으로는 직접사진촬영방법과 평면레이저유도형광 기법을 사용하여 분석하였다. 본 연구의 목적은 공기유동 방향에 수직으로 분사되는 분무와 분사각도의 분무에서 궤적에 대한 경험식을 도출하여 기존 연구결과와 비교분석하고, 대향분사에서의 궤적에 대한 경험식을 도출하는데 있다. 실험을 통하여 액주 및 액적 영역의 궤적은 연료분사차압, 공기의 유속, 분사기 지름 크기, 분사각도에 의하여 결정되며, 정방향의 분무와 대향분사 결과에 있어서는 실험식 상수의 차이가 있음을 확인하였다.

평면 레이저유도 형광법을 이용한 부상화염의 특성 연구 (Study on the characteristics of laminar lifted flames using plannar laser induced fluorescence technique)

  • 이병준;정석호;한재원
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.23-32
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    • 1997
  • Characteristics of the lifted flame which is generated by issuing of the fuel through the miniature nozzle, d=0.164 mm, are studied using the planar laser induced fluorescence technique. OH radical is excited on the $Q_1$(8) line of the $A^2{\Sigma}\ ^+{\leftarrow}\ X^2{\prod}$ (1,0) band transition(283.55 nm) and LIF signals are captured at the bands of (0,0) and (1,1) transition(306-326 nm) using the filters and ICCD camera. Hydroxyl radical(OH) profile for nozzle attached flame shows that OH radical populations at the flame sides and flame tip are larger than those at the base. But for the lifted flame (tribrachial flame) case, those are larger at the flame base than at the flame tip and flame sides. The OH radical is more dense near the center line of flame base at the blowing out. This fact proves the Chung and Lee's blowout theory - blowout occurs when the flame is anchored at the flame axis.

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6공 연료분사기를 장착한 DISI 엔진 내 균질급기의 연료증기 분포 특성 (The Study on the Fuel Vapor Distribution of Homogeneous Charge in a DISI Engine with a 6-Hole Fuel Injector)

  • 김성수
    • 동력기계공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.5-10
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    • 2011
  • The spatial fuel vapor distribution of the homogeneous charge by a 6-hole injector was examined in a optically accessed single cylinder direct injection spark ignition(DISI) engine. The effects of in-cylinder charge motion, and fuel injection pressure, and coolant temperature were investigated using a planar LIF (Laser Induced Fluorescence) technique. It was confirmed that the in-cylinder tumble flow played a little more effective role in the spatial fuel vapor distribution than the swirl flow during the compression stroke at 10 mm and 2 mm planes under cylinder head gasket and the increased fuel injection pressure activated spatial distributions of the fuel vapor. In additions, richer mixtures were concentrated around the cylinder wall by the increase of the coolant temperature.