• Title/Summary/Keyword: 화염 안정성

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The Stability of Turbulent nonpremixed interacting Flames (다수노즐에 의한 확산화염의 안정성 확대에 관한 연구)

  • Kim, Jin-Hyun;Lee, Byeong-Jun
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 2003.05a
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    • pp.201-207
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    • 2003
  • Characteristic of turbulent nonpremixed interacting flames are investigated experimentally 8 or 9 nozzles are arranged in the shape of matrix or circle. When there is no center nozzle, flame is more stable than with center nozzle case. It is shown that these blowout limit enlargements are related with the recirculation of burnt gases. The interacting flame base was not located at the stoichiometric point. NO concentrations of interacting flame are smaller than that of single flame using same area nozzle.

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Numerical Study of Flame Stability of Turbulent Combustion in a Dual Combustion Ramjet (이중연소 램제트 엔진의 난류 연소 현상과 화염 안정성)

  • Choi, Jeong-Yeol;Han, Sang-Hoon;Kim, Kyu-Hong
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.371-374
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    • 2011
  • High-resolution numerical study is carried out to investigate the flame stability of the turbulent supersonic combustion in a Dual-Combustion Ramjet (DCR). The auto-ignition in a shear layer between hydrogen/carbon-monoxide syngas and air was studied at elevated enthalpy condition. Comparison of a constant area combustor and a combustor with a small divergence angle shows that the supersonic combustion has a characteristics of the lifted flame and its stability is influenced significantly by the compressibility.

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Experimental Study on the Flame Stability and the NOx Emission Characteristics of Low-Btu Coal Gas Fuel (저 발열량 석탄가스 연료의 화염 안정성 및 NOx 발생 특성에 관한 실험적 연구)

  • Lee, Chan;Kim, Yong-Chul
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.9 no.2
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    • pp.109-116
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    • 2000
  • 저발열량 석탄가스의 thermal/fuel NOx 생성특성과 화염 안정성을 규명하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 저발열량 합성 연료 가스는 일산화탄소, 수소, 질소 및 암모니아를 천연가스 연료와 동일한 입열량을 가지도록 혼합하여 만들었고 , 합성가스는 평면 화염 버너를 공급하여 태웠다. 특정한 합성가스에 대해 당량비를 변화시켜 가며, 비화 또는 역화에 의한 화염안정성을 규명하였고 안정된 화염 영역을 정의하였다. 저발열향 합성가스의 연소시 발생하는 thermal 및 fuel NOx를 측정하여 천연가스 연소시의 경우와 비교하였다.

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Effects of Combustor Configuration on the Stability of Supersonic Turbulent Lifted Flame in a DCR Engine (이중 연소 램제트 엔진에서 연소기 형상에 따른 초음속 난류 부상 화염의 안정성 연구)

  • Choi, Jeong-Yeol
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.595-598
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    • 2011
  • Supersonic combustion phenomena in the main combustor of a dual combustion ramjet (DCR) engine are studied numerically. Since the supersonic combustion is affected significantly by the compressibility effects parametric studies have been carried out for the constant are length and the divergence angle. Numerical studies with fixed inflow condition for different geometric configurations reveals that the supersonic combustion in DCR combustor has the characteristics of lifting flame, where the lifting flame is maintained near the injector tip for the case of long combustor length with small divergence angle, but the lifting height is significantly increase for large divergence angle resulting flame blow-out of the combustor. Therefore, it is concluded that flame stability should be considered sufficiently in the design o DCR combustor.

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A Study on the Combustion Characteristics of Diffusion Flame by Analysis of Ion Currents Characteristics (이온전류의 특성을 이용한 확산화염의 연소특성고찰)

  • 안진근
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.9 no.2
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    • pp.146-155
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    • 2000
  • 연료분출을 수반하는 원통형 보염기 후류에 형성되는 확산화염에 대한 이온전류의 특성과 화염의 안정범위를 측정, 분석함으로써 연소특성을 고찰하였다. 난류강도가 큰 경우의 화염일수록 화염의 안정성은 악화되며, 화염내 중앙의 평균 이온전류값이 가장 높은 값을 갖는 영역은 블로오프 직전상태에 비해서 안정시의 경우 더욱 하류측에 존재한다. 난류의 정도가 강한 화염의 경우 국소적으로 반응이 활발한 화염 덩어리가 빠른 속도로 이동하며, 난류의 정도가 강한 화염의 경우에는 반응이 완만한 화염 덩어리가 저속으로 이동한다. 재순환영역에서 주류유동측으로 이동함에 따라 자기상관계수의 저하가 빨라지고 난류 시간스케일이 작아지며, 부염기 직후에서 하류로 이동함에 따라 자기상관계수의 저하가 늦어지고 난류시간스케일이 커진다. 주류공기에 강한 난류를 가하지 않은 경우에는 큰 난류시간스케일에 대응되는 저주파수 특성이외에도 작은 난류 시간스케일에 대응되는 고주파수 특성이 나타나며 , 주류공기에 강한 난류를 가한 경우에는 큰 난류 시간스케일에 대응되는 저주파수 특성이 나타난다.

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Study on Combustion Stability and Flame Structure of Injectors Through Subscale Combustion Tests (모델 연소시험을 통한 분사기 연소안정성과 화염구조에 대한 연구)

  • Song Ju-Young;Lee Kwang-Jin;Seo Seonghyeon;Han Yeoung-Min;Seol Woo-Seok
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.245-250
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    • 2004
  • The objective of the present study is to conduct model combustion tests for various injectors to identify their combustion stability characteristics. Three different double swirl coaxial injectors with variation of a recess number have been tested for the comparative study of stability characteristic and flame structure. Gaseous oxygen and mixture of gaseous methane and propane have been employed for simulating actual propellants used for a fullscale thrust chamber. Upon test results, the direct comparison between various types of injectors can be realized for the selection of the best design among prospective injectors.

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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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Instability Analysis of Counterflow Diffusion Flames with Radiation Heat Loss (복사 열손실을 받는 대향류 확산화염의 불안정성 해석)

  • Lee, Su-Ryong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.36 no.8
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    • pp.857-864
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    • 2012
  • A linear stability analysis of a diffusion flame with radiation heat loss is performed to identify linearly unstable conditions for the Damk$\ddot{o}$hler number and radiation intensity. We adopt a counterflow diffusion flame with unity Lewis number as a model. Near the kinetic limit extinction regime, the growth rates of disturbances always have real eigenvalues, and a neutral stability condition perfectly falls into the quasi-steady extinction. However, near the radiative limit extinction regime, the eigenvalues are complex, which implies pulsating instability. A stable limit cycle occurs when the temperatures of the pulsating flame exceed the maximum temperature of the steady-state flame with real positive eigenvalues. If the instantaneous temperature of the pulsating flame is below the maximum temperature, the flame cannot recover and goes to extinction. The neutral stability curve of the radiation-induced instability is plotted over a broad range of radiation intensities.

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 Study on the Combustion Characteristics of Diffusion Flame with the Fuel Injection Condition (연료분출 조건에 따른 확산화염의 연소특성에 관한 연구)

  • Lee, Sung-No;An, Jin-Geun
    • Clean Technology
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    • v.13 no.4
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    • pp.300-307
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    • 2007
  • The combustion characteristics of diffusion flame formed in the wake of a cylindrical stabilizer with varying fuel injection angle were studied. This study was performed by measuring the flame stability limits, lengths and temperatures of recirculation zones of flames, turbulence intensity in the wake of stabilizer, and concentration distribution of combustion gas, and by taking photographs of flames. The flame stability limits are dependent on fuel injection angle and main air velocity. The length and temperature of recirculation zone are dependent on fuel injection angle. As the length of the recirculation zone is decreased, the flame shows more stable behavior. The temperature of recirculation zone has a maximum value at the condition of theoretical mixture. The flame stability is enhanced when the temperature in the recirculation zone decreases. The turbulence intensity in the wake of stabilizer is independent of the fuel injection angle, but it is affected by stabilizer itself and main air flow condition. If the stabilization characteristics of flame is good, the concentration of $C_3H_8$ is high, but the concentration of $CO_2$ is low at the boundary of recirculation zone. The combustion characteristics of diffusion flame can be controlled by changing the fuel injection angles. The appropriate fuel injection angle should be selected to get high combustion efficiency, high load power, low environmental pollution, and clean combustion condition of fuel.

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