• 제목/요약/키워드: Excited jet flame

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과농 예혼합화염의 혼합촉진에 대한 당량비 한계 (Limit of equivalence ratio on mixing enhancement in rich flames.)

  • 김진국;신현동
    • 한국연소학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.51-55
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    • 1996
  • An experimental investigation has been made with the objective of studying the limits of equivalence ratio on mixing enhancement in a tone excited jet flame. The jet is pulsed by means of a loudspeaker-driven cavity and rich flames(${\phi}>1.5$) are used. The excitation frequency is chosen for the resonant frequency identified as a pipe resonance due to acoustic excitation. Methane, propane and butane are used to examine the effect of mixture property on the limit of equivalence ratio. Mixing is always enhanced in a methane/air flame as the excitation intensity increases. Constant lower limits of equivalence ratio for mixing enhancement are present in cases of propane/air and butane/air flames irrespective of mean mixture velocities. The equivalence ratio limits are also found to be related to the flame instability ; the lower Le, the higher the limit of equivalence ratio. Under the equivalence ratio limits, cellular flames are generated as the excitation intensity increases. The amplitude of oscillating velocity for generating a cellular flame in the equivalence ratio limit is proportional to a mean mixture velocity irrespective of fuels.

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환형제트에서의 메탄과 공기의 층류 예혼합 화염에서 발생되는 자발적인 소음에 대한 실험적 연구 (Self-Excited Noise Generation from Laminar Methane/Air Premixed Flames in Thin Annular JetsPut)

  • 진성호;정재훈;권성준;정석호
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.159-165
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    • 2003
  • Self-excited noise generation from laminar flames in thin annular jets of methane/air premixture has been investigated experimentally. Various flames were observed in this flow configuration, including conical shape flames, ring shape flames, steady crown shape flames, and oscillating crown shape flames. Self-excited noise with the total sound pressure level of about 70dB was generated from the oscillating crown shape flames for the equivalence ratio larger than 0.95. Sound pressure and $CH^{\ast}$ chemiluminescence were measured by using a microphone and a photomultiplier tube. The frequency of generated noise was measured as functions of equivalence ratio and premixture velocity. A frequency doubling phenomena have also been observed. The measured $CH^{\ast}$ chemiluminescence data were analyzed from which the corresponding sound pressure has been calculated. By comparing the data with those of measured ones, the noise source can be attributed to the flame front fluctuation near the edge of the oscillating crown-shape flames. The flame stability regime was influenced sensitively to the supplying air through the inner tube.

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층류 비예혼합 분류화염에서 음향가진에 의한 유동특성 연구 (A Study of Flow Characteristics by Acoustic Excitation on the Laminar Non-premixed Jet Flame)

  • 오광철;이기만
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.160-168
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    • 2010
  • 공명 주파수의 음파로 가진된 비예혼합 분류화염에서 가진 강도에 대한 영향을 실험적으로 조사하였다. 이를 위해 Mie 산란광 단면법, PLIF, PIV 등 광학적 가시화 방법이 사용되었다. 가진된 분류화염의 부상경로는 연료유량 및 가진 강도에 따라 크게 세 가지 영역으로 구분되는데, 비교적 큰 가진 강도에서 부상될 때 화염기저가 마치 난류화염처럼 부상되는 영역I과 작은 가진 강도에서 쉽게 부상되는 영역II 그리고 이 두 영역들 사이에서 부상된 화염기저가 부분 예혼합의 분젠화염과 같은 형태로 과도기적 영역이 존재함을 알았다. 본 연구에서는 영역I과 II로 구분되는 부상경로 차이에 대한 이해를 높이고자 가진 위상에 따른 노즐과 화염기저간의 유동 혼합과 속도 분포 특성을 아세톤 PLIF와 PIV 시스템을 사용하여 조사하였다.

파장 가변형 KrF 엑시머 레이저를 이용한 층류 비예혼합 수소 화염에서의 2차원적 온도 및 농도 계측 (Planar Imaging of Temperature and Concentration of a Laminar Nonpremixed H²/N² Flame Using a Tunable KrF Excimer Laser)

  • 김군홍;진성호;김용모;박경석;김세원;김경수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권12호
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    • pp.1582-1582
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    • 2000
  • Rayleigh scattering and laser induced predissociative fluorescence are employed for capturing two-dimensional images of temperature and species concentration in a laminar nonpremixed flame of a diluted hydrogen jet. Rayleigh scattering cross-sections are experimentally obtained at 248nm. Dispersed LIPF spectra of OH and O₂ are also measured in a flame in order to confirm the excitation of single vibronic state of OH and O₂are excited on the P₁(8) line of the A ²∑+ (v'=3) - X ²∏(v˝=0) band and R(17) line of the Schumann-Runge band B ³∑u- (v'=0) - X ³∑g-∏(v˝=6), respectively. Fluorescence spectra of OH and Hot O₂ are captured and two-dimensional images of the hydrogen flame field are successfully visualized.

스월을 강화한 메탄/공기 부분 예혼합화염에서 자발광($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, 그리고 $C_2^{\ast}$) 배출특성과 배기배출물에 관한 실험적 연구 (An Experimental Investigation of the Characteristic of Radical ($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, and $C_2^{\ast}$) and Pollutant Emission in Partially Premixed Swirling Methane-air Flames.)

  • 안경민;정용기;장영준;전충환
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.320-327
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    • 2005
  • An experimental study was performed to investigate the effects of partially premixing, varying the equivalence ratios from $1.36{\sim}{\infty}$, and swirlers with swirl numbers of 0, 0.28, 0.64, and 1.32, on the characteristic of radical ($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, and $C_2^{\ast}$) and pollutant emission in partially premixed swirling flames. The signal from the electronically excited state of $OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, and $C_2^{\ast}$ was detected through a band pass filter with a photo multiplier tube, and flow fields images were detected through a schlieren system. The results demonstrated that the flame height decreases and jet spreading angle increase with increasing a swirl number. The more momentum ratio and swirl number increase, the more decrease flame height, and the generation of sooting flame is promoted.

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파장 가변형 KrF 에시머 레이저를 이용한 층류 비예혼합 수소 화염에서의 2차원적 온도 및 농도 계측 (Planar Imaging of Temperature and Concentration of a Laminar Nonpremixed $H_2$/$N_2$flame Using a Tunable KrF Excimer Laser)

  • 김군홍;진성호;김용모;박경석;김세원;김경수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권12호
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    • pp.1580-1587
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    • 2000
  • Rayleigh scattering and laser induced predissociative fluorescence are employed for capturing two-dimensional images of temperature and species concentration in a laminar nonpremixed flame of a diluted hydrogen jet. Rayleigh scattering cross-sections are experimentally obtained ar 248nm. Dispersed LIPF spectra of OH and O$_2$ are also measured in a flame in order to confirm the excitation of single vibronic state of OH and O$_2$ .OH and O$_2$ are excited on the P$_1$(8) line of the A $^2\Sigma ^+(v^`=3) - X^2\pi (V^"=0)$ band and R(17) line of the Schumann-Runge band B $^3\Sigma _u^-(v^`=0) - X ^3\Sigma _g^-(v^"=6)$, respectively. Fluorescence spectra of OH and Hot O$_2$ are captured and two-dimensional images of the hydrogen flame field are successfully visualized.

레이저 유도 선해리 형광법과 래일레이 산란법에 의한 층류 비예혼합 수소/질소 화염의 온도 및 라디칼 특성에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Temperature and Radicals in Laminar Non-premixed H2/N2 Flame Using LIPF and LRS)

  • 진성호;박경석;김군홍;김경수
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.169-180
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    • 2002
  • Rayleigh scattering and laser induced predissociative fluorescence are used to obtain two-dimensional images of temperature and species concentration in a laminar non-premixed flame of a diluted hydrogen jet. Rayleigh scattering cross-sections are experimentally obtained at 248nm. Planar images of OH and $O_2$ with tunable KrF excimer laser which has a) $0.5cm^{-1}$ linewidth, b) 0.5nm tuning range, c) 150mJ pulse energy, and d) 20ns pulse width are obtained to determine spatial distributions of OH and $O_2$. The technique is based on planar laser induced predissociative fluorescence (PLIPF) in which collisional quenching is almost avoided because of the fast predissociation. Dispersed LIPF spectra of OH and $O_2$ are also measured in a flame in order to confirm the excitation of single vibronic state of OH and $O_2$. OH and $O_2$ are excited on the $P_2$(8) and $Q_1$(11) line of the $A^2{\Sigma}^{+}({\nu}^{'}=3)-X^{2}{\Pi}({\nu}^{''}=o)$ band and R(17) line of the Schumann-Runge band $B^{3}{\Sigma}_{u}{^-}(\nu^{'}=0)-X^{3}{\Sigma}_{g}{^-}({\nu}^{''}=6)$, respectively. Fluorescence spectra of OH and Hot $O_2$ are captured and two-dimensional images of the hydrogen flame field are successfully visualized.

헬륨 가스 플로우와 가스 펄스 젯에서 할로겐족 원소들의 레이저유도 플라즈마 방출 스펙트럼 (Laser-induced plasma emission spectra of halogens in the helium gas flow and pulsed jet)

  • 이용훈;최대웅;공용득;남상호;나창운
    • 분석과학
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    • 제26권4호
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    • pp.235-244
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    • 2013
  • 할로겐족 원소들의 강한 원자 방출선들은 진공자외선 영역에 존재하여, 공기 중에서 레이저 펄스를 시료에 집속하여 플라즈마 방출 스펙트럼을 얻어 원소 분석을 수행하기 매우 어렵다. 또한 근적외선 영역에 할로겐족 원소들의 들뜬 전자 상태들 사이의 전이에 의한 원자 방출선들이 존재하는데, 이들은 스타크 효과에 의한 선폭 넓어짐 현상이 매우 커서, 공기 중에서 원소 분석에 충분한 신호 대 잡음비를 얻기 어렵다. 헬륨 가스 플로우를 이용하여 근적외선 영역의 할로겐족 원소들의 원자 방출선들은 레이저유도 플라즈마로부터 관측하였다. 특히, 804.374 nm와 905.833 nm의 아이오딘 원자 방출선들은 레이저유도 플라즈마에서 처음으로 관찰된 것이다. 헬륨 분위기에서 스타크 효과에 의한 선폭 넓어짐 현상과 연속 배경복사의 세기는 현저히 억제되었다. 헬륨 가스 플로우의 유량에 따른 원자 방출선의 세기, 플라즈마 온도, 전자 밀도의 변화를 조사하였다. 이 방법을 이용하여 고무의 난연제 성분에 포함된 염소와 불소를 레이저유도 플라즈마 분광법을 이용하여 검출하였다. 마지막으로 레이저유도 플라즈마 분광법을 이용하여 할로젠 원소들을 검출하는데 헬륨 가스 소모량을 줄일 수 있는 가스 펄스 젯 장치를 제안한다.