A premixed combustion has many advantages including low NOx and CO emission, high thermal efficiency and a small volume of combustor. This study focused on combustion characteristics in a premixed combustion burner using the nickel based metal foam. The results show that the blue flame is found to be very stable at heating load 6,300-25,200 kcal/h by implementing the proper nickel based metal foam and baffle plate. The premixed flame mode is changed into green flame, red flame, blue flame and lift off flame with decreasing equivalence ratio. NOx emission was measured 80 ppm(0% oxygen base) from 0.710 to 0.810 of equivalence ratio and CO emission is 90 ppm(0% oxygen base) under the same equivalence ratio. It is also found that the stable blue flame region in flame stability curve becomes wider with increasing the heat load.
In order to investigate the effect of premixed gasoline, diesel fuel, and n-heptane charges on the combustion and exhaust emission characteristics in a direct injection (DI) diesel engine, the experimental studies are performed. The premixed fuels are injected into the premixing chamber that installed upstream of the intake port in order to minimize the inhomogeneity effect of premixed charge. The injection nozzle for directly injected fuel is equipped in the center of the combustion chamber. The air temperature control system is equipped in the intake manifold to examine the effect of air temperature. The experimental results of this study show premixing fuel is effective method to reduce the NOx and soot emissions of diesel engine. NOx emissions are linearly decreased with increasing premixed ratio for the three kinds of premixed fuels. The heating of intake air $(80^{\circ}C)$ reduced the deterioration of BSFC in high premixed ratio, because it promotes evaporation of premixed diesel droplet in the premixing chamber.
본 연구에서는 예혼합 화염과 비예혼합 화염을 동시에 구현하는 하이브리드 연소시스템에 배기가스 재순환 방법(FI-EGR and FPI-EGR)을 적용하여 공해물질 저감 효과를 확인하였다. 그 결과, 배기가스 재순환을 적용한 경우 상당량의 NOx 배출지수가 감소하는 것을 확인 할 수 있었으며, 추가적으로 배기가스 재순환을 적용한 하이브리드 연소시스템의 배출성능이 동일한 배기가스 재순환율을 가지는 비예혼합 화염의 배출성능보다 우수함을 확인하였다. 특히, 비예혼합 화염과 예혼합 화염의 비율이 50: 50인 하이브리드 연소시스템의 연료 측에 25% 까지 배기가스를 재순환 시킬 경우(FI-EGR), 배기가스 재순환을 적용하지 않은 비예혼합 화염에 비해 NOx 배출지수가 59% 저감되는 것을 확인하였으며, 혼합비율이 70:30인 하이브리드 연소시스템의 예혼합기와 연료측에 15%까지 배기가스를 재순환 시킬 경우(FPI-EGR), 배기가스를 재순환하지 않은 하이브리드 화염에 비해 NOx 배출지수가 48% 저감되는 것을 확인하였다.
In order to elucidate the modes of double-droplet combustion speed in premixed spray flame, the difference between flame propagation speed and droplet cluster disappearance speed are experimentally investigated using a premixed spray burner system, It was confirmed that flame speed concerned with premixed-mode combustion in the spray flame was approximately 2.0 m/s in average while mean disappearance speed of droplet clusters, which were dominated by diffusion-mode combustion in downstream of the flame, was evaluated as much as 0.45 m/s. It was clarified that both characteristics of premixed-mode and diffusion-mode combustion in spray flames are of much difference in nature, even though both speed, which are supposed to depend on local properties of the spray itself and flow conditions surrounding droplet clusters, are scattered in experiments.
The purpose of this work is to investigate the effect of premixing condition on the combustion and exhaust emission characteristics in a HCCI diesel engine. To from homogeneous charge before intake manifold, the premixed gasoline fuel is injected into a premixed tank by fuel injection system and the premixed gasoline fuel is ignited by direct injected diesel fuel. Experimental result shows the NOx and soot emissions are decreased linearly with the increase of premixed ratio. In the case of intake air temperature $20^{\circ}C$ with light load, the specific fuel consumptions are increased with the rise of premixed ratio and HC and CO emissions are also increased. But the intake air heating can improve the specific fuel consumption at light load condition because increased air temperature promotes the combustion of premixed mixture. In the case of high intake air temperature with high load condition, premixed fuel is auto-ignited before diesel combustion and soot emission is increased.
This paper present result of numerical simulation of premixed combustion around a triangle Bluff Body. And a numerical simulation of a premixed flame stabilization by a bluff body was performed using LES Model. The calculated results from the LES showed a good agreement with experiment data than k-model. Premixture combustion has flammability limit, quenching distance, smallest ignition energy has the combustion quality of the back. Bluff body makes a recirculation zone. Therefor velocity of behind bluff body is very slow. It was caused by slowly position speed and the fire occurred after the Bluff Body. Occurrence of fire it made the waste gas of high speed and the thrust made well.
Lean premixed combustion has been considered as one of the promising solutions for the reduction of NOx emissions from gas turbines. However, unstable combustion of lean premixed flow becomes a real challenge on the way to design a reliable, highly efficient dry low NOx gas turbine combustor. Contrary to a conventional diffusion type combustion system, characteristics of premixed combustion significantly depend on a premixing degree of combusting flow. Combustion behavior in terms of stability has been studied in a model gas turbine combustor burning natural gas and air. Incompleteness of premixing is identified as significant perturbation source for inducing unstable combustion. Application of a simple convection time lag theory can only predict instability modes but cannot determine whether instability occurs or not. Low frequency perturbations are observed at the onset of instability and believed to initiate the coupling between heat release rate and pressure fluctuations.
The purpose of this work is to investigate the effect of premixing condition on the combustion and exhaust emission characteristics in a HCCI diesel engine. To form homogeneous charge before intake manifold, the premixed fuel is injected into premixed tank by GDI injection system and the premixed fuel is ignited by direct injected diesel fuel. But in the case of high intake air temperature, premixed fuel is auto-ignited before diesel combustion and soot emission is increased. In the case of light load condition, the BSFC is improved by intake air heating because increased air temperature promoted the combustion of premixed mixture. NOx and smoke concentration of exhaust emissions are reduced compared to conventional diesel engine. The combustion characteristics of the HCCI diesel engine such as combustion pressure, rate of heat release, and exhaust emission characteristics are discussed.
This study has numerically modeled the combustion processes of the turbulent swirling premixed lifted syngas flames in the low-swirl burner (LSB). In these turbulent swirling premixed flames, the four tangentially-injected air jets induce the turbulent swirling flow which plays the crucial role of stabilizing the turbulent lifted flames. In the present approach, the turbulence-chemistry interaction is represented by the level-set based flamelet model. Numerical results indicate clearly that the present level-set based flamelet approach has realistically simulated the structure and stabilization mechanism of the turbulent swirling premixed lifted flames in the low-swirl burner. Computations are made for the wide range of the syngas chemical composition and the dilution level at two pressure conditions (1.0, 5.0 bar). Numerical results indicate that the lifted height in the LSB is increased by decreasing the H2 percentage and increasing the dilution level at the given equivalence ratio. It is also found that the flashback is occurred for the hydrogen composition higher than 80% at the equivalence ratio, 0.8. However, at the syngas composition range in the IGCC system, the stable lean-premixed lifted flames are formed at the low-swirl burner.
The availability of the thermal energy has been deeply recognized recently to encourage the cascade usage of thermal energy from combustion. Within the frame work, a 1 kW class Stirling engine based cogeneration system has been proposed for a unit of a distributed energy system. The capacity has been designed to be adequate for the domestic usage, which requires high compactness as well as low emission and noised. To develop a highly efficient system with satisfying these requirements, a premixed slot flame burner has been proposed and a series of numerical simulation has been performed to establish a design tool for the combustion chamber. The thermal radiation model has been found to highly affect the computational results and a proper resolution to analyze the heat transfer characteristics of the high temperature heat exchanger. Finally, the combustion characteristics of the premixed flame with the metal fiber type burner has been studied.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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