• 한국연소학회지
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• 제17권4호
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• pp.11-20
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• 2012

The Blow-off characteristics of LPG/air lean pre-mixed flames were experimentally investigated using a double and a multiple concentric coflow burners. Experiments were conducted to understand the effects of recirculation motion, thermal interaction between flames, and stratified flame configuration. Here, the stratified premixed flame is a "new concept" of a flame that sequentially contains fuel rich, stoichiometric, and fuel lean reaction zones in a flame. The blow-off from a lean premixed flame was significantly suppressed with recirculation motion. The recirculation motion by itself, however, was not sufficient to prevent the blow-off when the equivalence ratio became low. The existence of a inner premixed flame could also help to prevent the blow-off of lean premixed flame; however, the blow-off suppression effect was rather diminished by weakened recirculation motion with the presence of inner flame. The inner flame could be separated from an outer flame on a multiple concentric coflow burner, causing recirculation motion as well as thermal interaction between flames to become effective; therefore, the blow-off was further suppressed. The lean premixed flame could be stabilized with a fuel rich premixed flames that was produced with the supply of fuel through an inner nozzle. The penetration of lean premixed gas from outside into the fuel stream produced a lifted rich premixed flame. Chemiluminescence images of OH, CH, and $C_2$ radicals confirmed the structure of a stratified premixed flame. The stable premixed flames could be obtained at the very fuel lean condition by applying the stratified premixed flame concept.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권7호
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• pp.585-592
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• 2016

하이브리드 로켓의 연소실험에서 관찰된 500 Hz 대역의 연소압력과 연소반응 변동이 안정한 연소에서 발생하는 원인과 LFI로 발전하는 과정을 분석하기 위하여 $CH^*$ 화학발광 이미지와 PMT(photomultiplier tube)에 의한 광자방출 측정으로 연소반응 변화를 가시화하였다. 안정한 연소에서는 500 Hz 대역의 연소압력과 연소반응 변동의 위상차이가 180 도 정도를 이루며 전단층 유동을 따라서 정상적인 연소가 발생하였다. 그러나 불안정 연소가 발생하면, 500 Hz 주파수의 두 변동의 위상차는 60~70 도로 양의 관계(positive coupling)를 이루며 상하 대칭의 와류 발생과 국부적 소염이 나타나는 주기적 변화를 반복한다. 또한 천이구간에서는 매우 불규칙적인 와류와 상하 대칭의 전단층 유동 형상이 번갈아 관찰되고 있다. 이것은 연소의 영향으로 와류가 발생하는 것으로 보염기 후류에서 발생한 BVK 유동불안정과 유사한 특성을 보여준다, 따라서 하이브리드 로켓 연소의 저주파수 연소불안정은 500 Hz 대역의 연소반응 변동에 의한 와류의 발생과 이로 인한 국부적인 소염이 점진적으로 발전하여 완전한 주기적 소염으로 이어졌고, 20 Hz의 연소불안정으로 발전하는 것으로 판단하였다.