• 제목/요약/키워드: Flame propagation velocity

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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.

플라스틱 부유 분진의 폭발특성과 화염전파속도 (Explosion Characteristics and Flame Velocity of Suspended Plastic Powders)

  • 한우섭;이근원
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권3호
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    • pp.367-373
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    • 2016
  • 산업분야에서 사용되는 플라스틱 분진은 대부분 가연성이며 화재폭발사고 위험성이 있다. 그러나 산업현장에서 안전한 취급을 위해 활용할 수 있는 폭발특성 자료는 매우 적다. 본 연구에서는 사업장에서 취급하는 다양한 플라스틱 분진 의 폭발특성을 실험적으로 조사하여 관련 자료와 안전정보를 제공하는 것을 목적으로 수행하였다. 이를 위해 20 L 분진폭발시험장치를 사용하여 각종 폭발특성값을 측정하였다. 그 결과 ABS ($209.8{\mu}m$), PE ($81.8{\mu}m$), PBT ($21.3{\mu}m$), MBS ($26.7{\mu}m$) 및 PMMA ($14.3{\mu}m$)시료의 분진폭발지수($K_{st}$)는 각각 62.4, 59.4, 70.3, 303, 203.6[$bar{\cdot}m/s$]의 값이 얻어졌다. 또한 플라스틱 분진폭발에 의한 피해예측을 위하여 분진폭발압력에서 분진의 연소속도가 일정하다고 가정하고 최대압력소요시간 및 화염도달시간을 고려한 화염전파속도모델을 통하여 분진폭발시의 화염전파속도를 추정하였다.

수소 난류확산화염에서의 부상 메커니즘에 대한 연구 (Liftoff Mechanisms in Hydrogen Turbulent Non-premixed Jet Flames)

  • 오정석;김문기;최영일;윤영빈
    • 한국연소학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.26-33
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    • 2007
  • To reveal the newly found liftoff height behavior of hydrogen jet, we have experimentally studied the stabilization mechanism of turbulent, lifted jet flames in a non-premixed condition. The objectives of the present research are to report the phenomenon of a liftoff height decreasing as increasing fuel velocity, to analyse the flame structure and behavior of the lifted jet, and to explain the mechanisms of flame stability in hydrogen turbulent non-premixed jet flames. The velocity of hydrogen was varied from 100 to 300m/s and a coaxial air velocity was fixed at 16m/s with a coflow air less than 0.1m/s. For the simultaneous measurement of velocity field and reaction zone, PIV and OH PLIF technique was used with two Nd:Yag lasers and CCD cameras. As results, it has been found that the stabilization of lifted hydrogen diffusion flames is related with a turbulent intensity, which means that combustion occurs at the point where the local flow velocity is balanced with the turbulent flame propagation velocity.

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Feasibility of a methane reduced chemical kinetics mechanism in laminar flame velocity of hydrogen enriched methane flames simulations

  • Ennetta, Ridha;Yahya, Ali;Said, Rachid
    • Advances in Energy Research
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    • 제4권3호
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    • pp.213-221
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    • 2016
  • The main purpose of this work is to test the validation of use of a four step reaction mechanism to simulate the laminar speed of hydrogen enriched methane flame. The laminar velocities of hydrogen-methane-air mixtures are very important in designing and predicting the progress of combustion and performance of combustion systems where hydrogen is used as fuel. In this work, laminar flame velocities of different composition of hydrogen-methane-air mixtures (from 0% to 40% hydrogen) have been calculated for variable equivalence ratios (from 0.5 to 1.5) using the flame propagation module (FSC) of the chemical kinetics software Chemkin 4.02. Our results were tested against an extended database of laminar flame speed measurements from the literature and good agreements were obtained especially for fuel lean and stoichiometric mixtures for the whole range of hydrogen blends. However, in the case of fuel rich mixtures, a slight overprediction (about 10%) is observed. Note that this overprediction decreases significantly with increasing hydrogen content. This research demonstrates that reduced chemical kinetics mechanisms can well reproduce the laminar burning velocity of methane-hydrogen-air mixtures at lean and stoichiometric mixture flame for hydrogen content in the fuel up to 40%. The use of such reduced mechanisms in complex combustion device can reduce the available computational resources and cost because the number of species is reduced.

정상초음파가 개재하는 프로판/공기 예혼합화염의 구조 거동 (A Structural Behavior of the Propane/Air Premixed Flame Interacting with an Ultrasonic Standing-wave)

  • 이상신;서항석;김정수;이도형
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.294-299
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    • 2012
  • 연소기 내의 연소반응 촉진 및 연소불안정성 해결의 단초를 제공하기 위해, 정상초음파가 개재된 프로판/공기 예혼합화염의 구조거동을 고찰하는 연구를 수행하였다. 화염대의 구조 변이를 가시화하기 위해 슐리렌 기법을 이용하였으며, 당량비에 따른 화염선단의 형상 및 화염 전파속도의 변화를 확인할 수 있었다. 정상초음파는 화염선단을 찌그러뜨렸고, 난류 화염으로의 천이를 가속시켰다.

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화염 불안정성이 난류 예혼합 화염의 전파 특성에 미치는 영향에 관한 연구 (Influence of Flame Instabilities on Propagation Characteristics of Stagnating Turbulent Premixed Flames)

  • 권재성;허강열
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.287-288
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    • 2012
  • DNS is performed to examine the propagation characteristics of stagnating turbulent premixed flames. Results show good agreement with the recently proposed relationship for turbulent burning velocity, $S_T$. It is shown that $S_T$ increases through a thinner flamelet, turbulence production and correlation between fluctuating velocity and buoyancy force respectively for diffusive-thermal, hydrodynamic and Rayleigh-Taylor instability. The mean curvature doesn't have significant effect on $S_T$ at the leading edge.

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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.

농도 불균일 LPG-공기 혼합기체의 폭발특성 (Explosion Characteristics of Nonhomogeneous LPG-Air Mixtures)

  • 배정일;김영수;서용칠;신창섭
    • 한국안전학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.114-119
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    • 1993
  • The explosion characteristics of nonhomogeneous LPG-Air mixtures was measured in a cylindrical vessel and a pipe. The maximum explosion pressure, the maximum rate of explosion pressure rise, and the flame propagation velocity were measured and compared with that of homogeneous explosion by changing the effective factors on the explosion of nonhomogeneous mixtures such as pressure difference, effusion time and delay time. Explosion was occured even in the lower concentration than the lean flammability limit of mixture. The maximum explosion pressure was increased with increase of LPG concentration, however, the maximum explosion pressure rise was not in the nonhomogeneous explosion. An d the flame propagation velocity was decreased with nonhomogeneity, however, the maximum explosion pressure was always above 0.7kg/$\textrm{cm}^2$.

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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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