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

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.75-81
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• 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.

• 한국가스학회지
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• 제14권2호
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• pp.34-39
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• 2010

삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염 전파속도를 실험으로 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률에 따른 삼지화염 전파속도에 관하여 논의된 바가 없기에, 본 논문에서 화염의 곡률에 따른 화염전파속도의 연관성을 제시하고자 하였다. 본 논문의 결과로 층류부상화염의 부상높이가 연료의 출구속도와 노즐의 직경에 따라서 결정됨을 알 수 있었다. 그리고 정지된 부상화염의 유동속도에 비례하는 연료의 출구속도에 곡률의 크기가 비례함을 보였고, 또 층류부상화염의 부상높이가 높아질수록 곡률반경의 크기가 커짐을 알 수 있었다. 따라서 곡률효과의 중요성이 인식되어야 하며 화염안정화 메커니즘을 표현하기 위해 제안된 Bilger의 제안식이 곡률효과를 고려하여 수정되어야한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제20회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.1-8
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• 2000

The effects of nozzle arrangements, nozzle distances and fuel flowrates on the flame stabilities such as flame length, liftoff height and blowout characteristics are investigated experimentally. Three nozzle arrangements - diamond 4 nozzle, linear 5 nozzle, cross 5 nozzle- are used. Flame interactions result in the increase of the blowout flowrates and constant turbulent liftoff heights. The flames separated about 10 nozzle diameters are sustained as nozzle attached flames to the higher fuel flowrates than the other separation cases. Normally flames are extinguished at the lifted states. Blowout flowrates are affected by the nozzle configuration, nozzle seperation distance. Blowout flowrates for the diamond- or cross- shaped nozzle arrangements are parabolic function of nozzle distances. Maximum blowout flowrates for the 5 nozzle configuration case except linear one is about 2.9 times that of single equivalent nozzle case. Turbulent liftoff heights are not function of flowrates for the interacting flames.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권4호
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• pp.461-466
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• 2001

The characteristics of nonpremixed interacting flames are investigated in the parameter of nozzle configuration and nozzle separation distane, s. Three nozzle arrangements - diamond 4 nozzle, linear 5 nozzle and cross 5 nozzle- are used. When s is about 10 nozzle diameter, flames lift from the nozzle at the highest fuel flowrate compared with the other s cases. Normally flames are extinguished at the lifted states. Flowrates when blowout occurs are affected by the nozzle configuration, nozzle seperation distance. Blowout flowrates for the diamond- or cross-shaped nozzle cases are parabolic function of s. For 5 cross nozzle case, flames extinguished at 3.3 times higher flowrate than that of single equivalent area nozzle. Turbulent liftoff heights are not function of flowrates for these cases.

• 한국가스학회지
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• 제12권4호
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• pp.21-28
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• 2008

삼지화염과 포와젤(Poiseuille) 및 균일분포 연료출구 속도에 따른 부상화염의 부상거동 그리고 화염면 부근에서의 연소 유동 특성에 대하여 수치적 해석을 수행하였다. 부상화염에 대한 수치해석으로 기존 연구 결과를 검정하고 화염대 부근에서 구조적 특성을 살펴보며 포와젤 및 균일분포 연료출구속도 조건에서 운동량 유속으로 부상높이를 일반화하여 비교하였다. 또한 화염면 부근에서 속도, 압력, 온도, 화학반응속도 등으로 연소 유동 특성을 분석하고 규명하였다. 특히 중심선을 따른 속도 변화의 경우 노즐에서 화염대 부근까지는 전형적인 비반응제트 유동에 따른 속도 분포를 형성하지만 화염대 직전에서 속도가 급격히 감소하다가 화염대를 지나면서 급격히 증가한 후에 다시 감소하는 현상을 규명하였다. 화염대 전의 유동영역에서는 화염대가 장애물역할을 하다가 화염대를 지나고 나면 유동을 가속시켜주는 역할을 하고 있기 때문이다. 이러한 현상은 기존의 비반응 제트 유동으로 규명하지 못하였던 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1025-1031
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• 2011

자발화 특성은 디젤 및 PCCI 엔진의 설계에서 중요한 인자이다. 특히, 디젤분무화염은 자발화현상에 의해서 형성되어 노즐에서 부상된다. 노즐과 부상화염 사이의 영역에서 분무된 디젤의 중앙으로 주위 공기의 유입이 발생하기 때문에, 그 부상된 화염은 매연 생성에 영향을 준다. 본 연구에서 간단한 모델로써 동축류 제트를 적용하였고, 점화지연시간에 대한 자발화 과정에서 발생하는 열손실의 영향을 확인하였다. 메탄($CH_4$), 에틸렌($C_2H_4$), 에탄($C_2H_6$), 프로핀($C_3H_6$), 프로판($C_3H_8$), 및 노말 부탄(n-$C_4H_{10}$)의 연료들을 고온의 공기로 분사하였으며 자발화된 부상화염의 높이를 측정하였다. 그 결과로 자발화된 부상화염의 높이와 열손실을 고려한 점화지연시간과의 상관관계를 결정하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.56-63
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• 2018

저선회 연소기에서는 노즐출구의 속도장과 예혼합화염의 전파속도 간 균형에 의해 화염이 부상되어 존재한다. 저선회 화염의 부상높이에 대한 이해는 연소기의 안정성 및 노즐팁의 열화와 관련하여 중요한 문제이다. 이전의 실험적 연구로부터 입구 속도의 증가에 따라 화염부상높이가 오히려 감소하는 현상이 관찰된 바 있다. 선회익을 통과하는 환형 유동과 난류생성판을 통과하는 중심유동 간의 복잡한 유동장을 규명하기 위하여, 입구 속도를 바꾸어가며 비반응 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 입구 속도에 따른 노즐 출구에서의 유동구조를 분석하여 실험에서 관찰된 비직관적 경향에 대한 정성적 설명을 도출하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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• pp.453-458
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• 2001

The stability of turbulent nonpremixed interacting flames is investigated in terms of nozzle configuration shapes which depend on the existence of the center nozzles. Six nozzle arrangements which are cross 4, 5, 8, 9, square 8 and circular 8 nozzles are used for the experiment. Those are arranged to see the effect of the center nozzle out of multi-nozzle. There are many parameters that affect flame stability in multi-nozzle flame such as nozzle separation distance, fuel flowrates and nozzle configuration, but the most important factor is the existence of nozzles in the center area from the nozzle arrangement. As the number of nozzle in the area is reduced, more air can be entrained into the center of flame base and then tag flame is formed. In the case of circular 8 nozzles, blowout flowrates are above 5.4 times compared with that of single equivalent area nozzle.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권3호
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• pp.368-375
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• 2005

We have presented characteristics of a transitional behavior from a premixed flame to a triple flame in a lifted flame according to the change of equivalence ratio. The experimental apparatus consisted of a slot burner and a contraction nozzle for a lifted flame. As concentration difference of the both side of slot burner increases, the shape of flame changed from a premixed flame to a triple flame, and the liftoff height decreased to the minimum value and then increased again. Around this minimum point, it is confirmed a transition regime from premixed flame to triple flame. Consequently, the experimental results of the liftoff height, flame curvature, and luminescence intensity showed that the stabilized laminar lifted flame regime is categorized by regimes of premixed flame, triple flame and critical flame.