• 제목/요약/키워드: 화염 선단전파

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메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동과 정상초음파의 교반 (Agitation Effects of an Ultrasonic Standing Wave on the Dynamic Behavior of Methane/Air Premixed Flame)

  • 서항석;이상신;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.16-23
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    • 2012
  • 정상초음파의 교반이 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 영향을 규명하는 실험 결과를 본 연구에서 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 전파속도를 상세히 관찰하였다. 전파속도는 이론당량비에서 정상 초음파가 교반하는 경우에 크게 증가하였으며, 당량비가 연소 상한계 혹은 연소 하한계로 벗어남에 따라 교반의 효과는 감소하였다. 정상초음파장은 화염 구조의 왜곡을 동반하고, 그 변이 형상은 교반하는 초음파장의 특성에 전적으로 종속하였다.

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

  • 김민성;김정수;황용연
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.43-49
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    • 2014
  • 국소적 정상초음파장의 교란이 관내 메탄/공기 예혼합화염의 전파속도 및 화염구조에 미치는 영향을 규명하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 슐리렌가시화기법을 이용하여 정상초음파 유무에 따른 화염선단 발달과정의 변이를 상세히 관찰하였다. 정상초음파가 개재할 때, 기연부에서 가로방향의 줄무늬가 생성되었고, 연소반응의 촉진으로 화염의 속도는 증가하였으며, 화염의 발달과정이 부력의 영향으로부터 자유로워져 화염선단의 상하 대칭성을 유지하려는 경향을 보인다.

반복점화장치 사용시 정적연소실내 메탄-수소 희박혼합기의 연소특성 연구(II) (A Study on Combustion Characteristics of the Methane-Hydrogen Lean Mixture by Using Multiple Spark Capacity Discharge in a CVCC (II))

  • 김봉석
    • 에너지공학
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    • 제13권4호
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    • pp.311-318
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    • 2004
  • 본 연구에서는 정적연소실을 이용하여 차량용 대체연료로써 메란 및 수소첨가 메탄의 연소특성을 수소첨가율, 점화위치 및 점화방법에 따라 고찰하였다. 그 결과, 중심점화이고 수소를 첨가하지 많은 순수 메탄의 화염전파과정은 타원형으로 전파하나 수소첨가율이 증가함에 따라 화염면상에 매우 규칙적인 세포구조를 가진 불안정한 타원형화염으로 천이되었고 연소속도도 증가하였다. 또한, 벽면 및 0.5R 점화이고 수소를 첨가하지 않은 순수 메탄의 화염전파과정은 불안정한 타원형으로 전파하고 있었지만, 수소첨가율이 증가함에 따라 연소중기에 불안정한 타원형에서 평면형으로 천이 됐다가 연소말기에는 화염면 선단이 움푹 패인 매우 불규칙한 세포구조를 갖는 패기형으로 변화되었으며 연소속도도 증가하였다 한편, 세 가지 점화위치 모두에 있어서 MSCDI와 CDI사용에 따른 화염전파형태는 외견상 큰 차이는 없었지만, 동일시간에 MSCDI장치의 화염면적은 CDI의 화염면적보다 약간 더 크게 나타났다.

난류 혼합층 확산화염에서 부상선단의 난류전파속도에 대한 연구 (Study on the Turbulent Edge Propagation Speed of a Lifted Diffusion Flame in Turbulent Mixing Layer)

  • 김준홍;정석호;안국영;김종수
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.55-61
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    • 2004
  • Leading front of a lifted diffusion flame in turbulent mixing layer was investigated in order to find a appropriate definition of the turbulent edge propagation speed. The turbulent lifted diffusion flame was simulated by employing the flame hole dynamics combined with level-set method which yields a temporally evolving turbulent extinction process. By tracing the leading front locations of the temporal flame edges, temporal variations of the liftoff height, local flow velocity, and edge propagation speed at the leading front were investigated and they demonstrated the flame-stabilization condition of the turbulent lifted flame. Finally, a turbulent edge propagation speed was defined and its temporal variation from the simulation was discussed.

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대향류 슬롯 버너에서 이중 예혼합 선단화염의 전파특성 (Edge Flame propagation for Twin Premixed Counterflow Slot Burner)

  • 데이비드 클레이튼;차민석;폴 로니
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2006년도 제33회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.60-64
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    • 2006
  • Propagation rates ($U_{edge}$) of various premixed, twin edge-flames were measured as a function of global strain rate ($\sigma$), mixture strength, and Lewis number (Le). Using a counterflow slot-jet burner with electrical heaters at each end, both advancing (positive $U_{edge}$) and retreating (negative $U_{edge}$) edge-flames can be studied as they propagate along the long dimension of the burner. Experimental results are presented for premixed methane/air twin flames in terms of the effects of $\sigma$ on $U_{edge}$. Both low-$\sigma$ and high-$\sigma$ extinction limits were discovered for all mixtures tested. As a result, the domain of edge-flame stability was obtained in terms of heat loss factor and normalized flame thickness, and comparison with the numerical result of other researchers was also made. For low ($CH_4/O_2/CO_2$) and high ($C_3H_8$/air) Lewis number cases, propagation rates clearly show a strong dependence on Le.

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대향류 슬롯 버너에서 이중 예혼합 선단화염의 전파특성 (Edge Flame propagation for Twin Premixed Counterflow Slot Burner)

  • 데이비드클레이튼;차민석;폴로니
    • 한국연소학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.25-30
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    • 2009
  • Propagation rates ($U_{edge}$) of various premixed, twin edge-flames were measured as a function of global strain rate ($\sigma$), mixture strength, and Lewis number (Le). Using a counterflow slot-jet burner with electrical heaters at each end, both advancing (positive $U_{edge}$) and retreating (negative $U_{edge}$) edge-flames can be studied as they propagate along the long dimension of the burner. Experimental results are presented for premixed methane/air twin flames in terms of the effects of $\sigma$ on $U_{edge}$. Both low-$\sigma$ and high-$\sigma$ extinction limits were discovered for all mixtures tested. As a result, the domain of edge-flame stability was obtained in terms of heat loss factor and normalized flame thickness, and comparison with the numerical result of other researchers was also made. For low ($CH_4/O_2/CO_2$) and high ($C_{3}H_{8}$/air) Lewis number cases, propagation rates clearly show a strong dependence on Le.

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대향류 슬롯 버너에서 예혼합 선단화염의 전파특성 (Characteristics of Edge Flames for Premixed Flames in a Counterflow Slot Burner)

  • 데이비드클레이튼;차민석;폴로니
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.7-12
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    • 2006
  • The propagation rates ($U_{edge}$) of various premixed edge-flames were measured as a function of global strain rate (${ \sigma}$), mixture strength, and Lewis number (Le). Using a counterflow slot-jet burner with electrical heaters at each end, both advancing (positive $U_{edge}$) and retreating (negative $U_{edge}$) edges can be studied as they propagate along the long dimension of the burner. Preliminary results are presented for single and twin premixed hydrocarbon edge-flames in terms of the effects on $U_{edge}$. A low-${\sigma}$ extinction limit has been discovered for all mixtures tested but further analysis is necessary for full characterization since sufficiently $high-{\sigma}$ leads to an apparent stability limit. Propagation rates clearly show a strong dependence on Le. Future work will focus on completing the premixed hydrocarbon edge-flame analysis and include investigations into non-premixed edge-flames and edge-flames composed of fuels such as hydrogen ($H_2$) with significantly lower Le.

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