• Title/Summary/Keyword: Flame Propagation Characteristics

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질소 희석된 부탄 부상화염에 있어서 화염진동에 관한 연구 (Study on Flame Oscillations in Laminar Lift-off Butane Flames Diluted with Nitrogen)

  • 윤성환;박정;권오붕;김정수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권7호
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    • pp.729-738
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    • 2010
  • 질소로 희석된 부탄 층류 부상 화염에서 발생할 수 있는 화염진동 메커니즘을 살펴보기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 화염 진동은 층류 자유제트 부상 화염에서 5가지 영역으로 구분되었다: 화염 안정화 영역 (I), 열손실에 의한 진동 (II), 열손실에 의한 진동과 부력에 의한 진동이 혼재된 영역 (III),열손실에 의한 진동과 화염날림 직전의 진동이 혼재된 영역 (IV), 그리고 열손실에 의한 진동, 부력에 의한 진동 및 화염날림 직전의 진동이 모두 혼재된 영역(V). 각각의 화염진동의 특성을 규명하기 위해 화염의 시간에 따른 부상 높이 변화에 대한 FFT분석을 수행하였고 각 영역에 관련된 무차원 변수와 스트라훌 수의 조합으로 특성화 작업을 수행하였다.

램제트 엔진의 점화 천이에 관한 연구 (Ignition Transient Mechanism in an Entire Integrated Rocket Ramjet Engine)

  • 성홍계
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.12-20
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    • 2000
  • The numerical analysis, including chemical reaction of an entire ramjet engine is studied to understand the ignition transient mechanism and the dynamic characteristics of the Integrated Rocket Ramjet System comprehensively. Details of how a subsonic combustion environment is established from the supersonic ram air after removal of the inlet port cover, are examined during the ignition transient. Various physical processes are investigated systemically, including ignition, flame propagation, flame dynamics, and vorticity evolution.

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

  • 서항석;이상신;김정수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.318-323
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    • 2012
  • 본 연구에서는 정상초음파와 교반하는 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동을 규명하기 위한 실험결과를 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 형상 및 전파속도를 관찰하였다. 전파속도는 연소한계를 제외한 당량비에서 정상초음파장이 가진되는 경우에 더욱 증가하였으며, 화염선단의 찌그러지는 위치는 초음파 특성이 변하지 않는 한 일정하였다.

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동축류 버너에서 질소 희석된 연료의 부상 특성 (Characteristics of Lifted Flame in Coflow Jets for Highly Diluted Fuel)

  • 원상희;차민석;이병준;정석호
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2000년도 제20회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.9-15
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    • 2000
  • Characteristics of lifted flames for highly diluted propane and methane with nitrogen in coflowing air is experimentally investigated. In case of propane, for various fuel mole fractions and jet velocities, three distinctive types of flames are observed; nozzle attached flames, stationary lifted flames, and oscillating lifted flames. When fuel jet velocity is much smaller than coflow velocity, the base of nozzle attached flame has a tribrachial structure unlike usual coflow difusion flames. Based on the balance mechanism of the propagation speed of tribrachial flame with flow velocity, jet velocity is scaled with stoichiometric laminar burning velocity. Results show that there exists two distinctive lifted flame stabilization; stabilization in the developing region and in the developed region of jets depending on initial fuel mole fraction. It has been found that lifted flame can be stabilized for fuel velocity even smaller than stoichiometric laminar burning velocity. This can be attributed to the buoyancy effect and flow visualization supports it. Lifted flames are also observed for methane diluted with nitrogen. The lifted flames only exist in the developing region of jet.

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밀폐 연소실 내의 메탄-공기 예혼합기의 연소 및 라디칼 특성에 관한 연구(II) (A Study on the Characteristics of Methane-Air Premixture Combustion and Combustion Radicals (II))

  • 최수진;전충환;장영준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권5호
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    • pp.602-614
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    • 1997
  • In order to evaluate the effects of equivalence ratio, initial pressure and temperature on the laminar flame propagation process, and combustion radicals characteristics, experimental approaches are carried out in methane-air premixture using a constant volume chamber. Local and average radical intensities were measured to determine the time and spatial correlations between each radicals; C $H^{*}$(431 nm), $C_{2}$$^{*}$ (517 nm) and O $H^{*}$(309 nm) . The results are showed that two kinds of equation were proposed for the cases of continuous flame and intermittent flame type to evaluate actual equivalence ratio using relative intensities with each radicals. Both equations were agreed with actual equivalence ratio within 10% errors range. And schlieren photo and CCD image were compared with flame sizes at equivalence ratio 1.0.o 1.0.

Flow Direction Characteristics in the Vicinity of the Spark Plug in an S. I. Engine

  • Han, Sung-Bin;Chang, Yong-Hoon;Chung, Yon-Jong
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제14권8호
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    • pp.891-899
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    • 2000
  • The flame speed may be decomposed into the burning speed and the flame transport speed. The flame transport speed is affected considerably by the flow direction, variation rate of flow direction, and flow speed in the combustion chamber. Especially, the flow direction and the variation rate of flow direction at the spark plug location during the ignition period have an important effect on the ignition process and the early flame propagation process. We measured the flow direction component and the variation rate of flow direction with a hot wire probe at the spark plug location. It was shown that the representative flow direction of ignition period is the right-vertical direction of crank shaft and it was used to investigate the variation rate of flow direction.

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초기연소과정에 미치는 난류강도 및 점화에너지의 영향 (The Influence of Turbulent Intensity and Ignition Energy Affected on Early Combustion Process)

  • 김문헌;김영효;이종태
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제3권6호
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    • pp.274-284
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    • 1995
  • The effect of turbulence and ignition energy on flame kernel growth in mathanol-air mixtures has been studied in a constant volume vessel. Experiments were made under different turbulent intensity conditions, ignition energy and over a range of equivalence ratio. Characteristics of turbulent flow were grasped by measurments of gas pressure and visualization of flame propagation. Flow velocity was measured by use of hot wire anemometer. A comparison of the effect of turbulence on ignition probability and flame kernel volume variation ratio is also presented.

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수직 배관 내의 농도변화에 따른 분진폭발 특성 (Characteristics of Flames Propagating Through Combustible Particles Concentration in a Vertical Duct)

  • 한우섭;한인수;최이락;이정석;이수희
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권1호
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    • pp.41-46
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    • 2011
  • 본 연구에서는 수직 배관 내에서 석송자 농도 변화에 따른 분진화염전파 특성을 상세히 조사하였다. 이를 위해 디지털비디오카메라와 PIV(Particle Image Velocimetry)를 사용하여 높이 120 cm, 단면 12 cm의 정방형 수직 덕트 내를 전파하는 분진화염의 입자거동을 해석하였다. 그 결과, 배관 내에 동일 평균농도의 분진운이 존재하는 경우 상방전파보다 하방 전파에 의한 화염전파속도가 크며 농도 약 300 g/$m^3$까지의 경우에는 분진농도가 증가할수록 그 비율이 증가하였다. 후방 화염(Post flame)은 배관 측벽과 화염면 사이를 통과하여 전파화염 후방에 유입된 미연소 입자의 발화에 의한 것으로 배관의 밀폐조건과 관계없이 발생하였다. 또한 후방 화염의 발생 빈도는 농도의 증가와 함께 증가하는 것을 알았다.

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.

이온전류법에 의한 가솔린엔진 연소실 형상별 급속연소효과 연구 (A Study on the Effect of Fast Burn for Different Combustion Chamber Geometries of Gasoline Engine Using an Ion Current Method)

  • 강건용;서승우;정동수;장영준
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.1633-1639
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    • 1993
  • 본 연구에서는 급속연소기술의 가솔린엔진에 적용을 목적으로 흡입과정시 강한 와류(swirl)를 생성하는 마스크부착 헤드(masked shroud head, MSH)형을 급속연 소형으로 제작하여 마스크부착 헤드형에서의 급속연소효과를 이온전류법에 의한 화염 속도를 측정하므로서 규명하려한다. 이온전류는 이온탐침계(ion probe)를 연소실 표면의 두 지점에 설치하여 검출하며, 이온전류 신호를 정성적인 방법으로 검증한 후 표준 헤드형과 마스크부착헤드형을 장착한 엔진에 대해서 화염전파 속도를 비교 측정 한다. 측정된 화염 전파속도는 정확한 연소특성 분석을 위해 각 사이클에서의 값을 표본으로 하는 통계적 방법으로 처리한다.