• 제목/요약/키워드: Schlieren method

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교류 전기장 인가에 따른 프로판 예혼합 화염의 유동 특성 (Flow Characteristics of Propane Premixed Flame on AC Electric Field)

  • 김보윤;김민석;김태훈;권일송;김혜민
    • 한국분무공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.38-44
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    • 2024
  • This study investigates the flow characteristics of propane-air premixed flames on AC electric field using the Schlieren method. A voltage was applied to the ring electrode and the burner was grounded to form an electric field, and the applied voltage was fixed at 16 kV (Vpp). Results show that under the application of AC electric fields, flow around the flame oscillated only at frequencies below 50 Hz, and no oscillation was observed above this frequency range. Flame height oscillated with frequency in the range of 25 to 300 Hz, with frequency doubling observed in the range of 25 to 150 Hz. The flammability limit increased with frequency up to 250 Hz, but in the high-frequency range above 250 Hz, the flammability limit did not increased and converged.

PIV 및 컬러 쉴리렌 기법을 이용한 초음속 제트 관측 (PIV Measurement and Color Schlieren Observation of Supersonic Jets)

  • 이재혁;;김태호;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.604-605
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    • 2017
  • 본 연구는 C-D 노즐로부터 발생하는 초음속 제트 유동을 가시화하는데 목표가 있다. 본 실험에서 PIV를 이용하여 정량적인 제트의 결과를 얻어 쉴리렌 기법을 통해 얻은 정성적 결과와 비교하여 나타내었다. 컬러 쉴리렌은 $0.5{\mu}s$의 스파크 광원을 이용하였다. $M_d=2.0,2.2$의 C-D 노즐에 대해 다양한 압력비($p_0/p_b=5$, 6, 7, 8)를 적용하여 발생하는 제트에 대해 가시화 실험을 수행하였다. 가시화 결과, 제트의 주된 특성인 과팽창 제트, 부족팽창 제트, 음파 등이 관측 되었다.

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예혼합 난류화염구조에 미치는 레이놀즈 수와 담퀠러 수의 영향에 관한 연구 (A Study on the Effects of Reynolds Number and Damkohler Number in the Structure of Premixed Turbulent Flames)

  • 김준효;안수길
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제19권4호
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    • pp.34-41
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    • 1995
  • The structure of premixed tubulent flames in a constant-volume vessel was investigated using a schlieren method and microprobe method. The schlieren method was used to observe the flame structure qualitatively. The microprobe method, which detects a flamelet by detecting its flame potential signal, was used to investigate the deeper flame structure behind the flame front. The flame potential signal having one to six peaks was obtained in the case of turbulent flames, each of them being regarede as a flamelet existing in the flame zone. Based on this consideration, the flame propagation speed, the thickness of the flame zone, the number of flamelets and the separation distance between adjacent flamelets in the flame zone were measured. Moreover, the thickness of flamelet which could not be attempted in the conventional electrostatic probe method was also investigated. The experimental results of this work suggest the existence of "reactant islands" in the reaction zone, and show that the averaged number of flamelets increases with an increase in the turbulence intensity and/or a decrease in the Damkohler number. The mean thickness of flamelet in the case of turbulent flames was found to be about two times compared to laminar values.ar values.

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피칭익에서 박리되는 와류의 거동 (Dynamic Behavior of Vortices Separated from a Pitching Foil)

  • 양창조
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제31권2호
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    • pp.152-158
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    • 2007
  • Most of experimental visualizations and numerical results on the flow field separated form a leading edge around an unsteady foil show a continuous streakline from the leading edge and large reverse flow between the streakline and the suction surface. However, they have not exactly clarified yet the dynamic behavior of vortices separated from the leading edge because separation around an unsteady foil is very complicated phenomenon due to many parameters. In the present study the flow fields around pitching foils have been visualized by using a Schlieren method with a high speed camera in a wind tunnel at low Reynolds number regions. It has been observed that small vortices are shed discretely from the leading and trailing edge and that they stand in line on the integrated streakline of separation shear layer. By counting vortices in the VTR frames it was clarified that the number of vortex shedding from the leading and trailing edge during one pitching cycle strongly depends on the non-dimensional pitching rate. Futhermore the vortices moving up to the leading edge on the suction surface of the pitching foil are visualized. They play an important role to balance the number of vortex shedding from both edges.

예연소실 점화플러그의 화염가시화와 화염전파특성 (Flame Visualization and Flame Characteristics of Spark Plug with Pre-ignition Chamber)

  • 지명석;정인태
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.51-58
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    • 2016
  • New concept spark plug was developed to study its influence on the combustion characteristics of SI engine. It has pre-ignition chamber at the lower end of spark plug and flame hole, in which fresh mixture gas can be put in through the flame hole without any fuel supply system. This spark plug was tested in a single cylinder engine dynamometer for different air fuel ratio to measure the fuel consumption rate, emission gases, and MBT timing. And constant volume combustion chamber was made to understand flame characteristics of spark plug. New spark plug induced fast burn compared to the conventional spark plug and its effects were increased in lean air fuel ratio. Pre-ignition chamber spark plug with 5 holes which had adjusted size was more stable and effective in combustion performance than pre-ignition chamber spark plug with 1 hole. And its effects showed larger differences in lean air fuel ratio than stoichiometric condition. Flame kernel and flame growth process of conventional spark plug and pre-ignition chamber spark plug studied by flame visualization of schlieren method.

정상초음파장이 메탄/공기 예혼합화염의 거동에 미치는 영향 (Effects of an Ultrasonic Standing-wave Field on the Behavior of Methane/Air Premixed Flame)

  • 서항석;이상신;김정수;이도형
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.303-306
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    • 2011
  • 본 연구에서는 연소 불안정성의 능동적 제어를 위해 정상초음파장이 예혼합화염의 거동에 미치는 영향을 규명하기 위한 실험 결과를 제시한다. 화염구조변이를 관찰하기 위해 슐리렌 기법을 이용하였으며, 초기압력 및 연소챔버 개폐 유무에 따라 화염선단의 형태 및 화염 전파속도를 고찰하였다. 정상초음파장에 의한 화염선단의 찌그러짐이 관찰되었고, 반사파와 정상초음파의 영향으로 연꽃모양의 화염(lotus flame)이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.

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가시화를 이용한 정적연소기에서 점화장치가 화염전파에 미치는 영향에 관한 연구 (A Visualization Study on the Effects of Ignition Systems on the Flame Propagation in a Constant Volume Combustion Chamber)

  • 송정훈;선우명호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권12호
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    • pp.1652-1661
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    • 2000
  • A visualization study using the schlieren method is adopted in an optically-accessible, cylindrical constant volume combustion chamber to identify the mechanism of ignition energy and ignition system interaction in spark ignited, lean gasoline-air mixture. In order to research the effects of ignition system on flame propagation, two kinds of ignition system are designed, and several kinds of spark plugs are tested and evaluated. To control the discharge energy, the dwell time is varied. The initial flame development is quantified in terms of 2-D images which provides information about the projected flame area and development velocity as a function of ignition system and discharge energy. The results show that high ignition energy and extended spark plug gap can shorten the combustion duration in lean mixtures. The material, diameter and configuration of electrodes the flame development by changing the transfer efficiency from electrical energy to chemical energy and discharge energy. However these factors do not affect of flame development as much a ignition energy or extended gap does.

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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정상초음파의 주파수 변화에 따른 C3H8-Air 예혼합화염의 전파거동 및 구조변이 (Propagation Behavior and Structural Variation of C3H8-Air Premixed Flame with Frequency Change in Ultrasonic Standing Wave)

  • 이상신;서항석;김정수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권2호
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    • pp.173-181
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    • 2014
  • 정상초음파장의 주파수 변이가 프로판/공기 예혼합화염의 전파거동 및 구조변이에 미치는 영향을 규명하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 다양한 당량비 조건에서 슐리렌 기법을 적용한 전파화염 가시화와 연소실 내부압력 측정을 통해 생성물 영역에서의 화염 구조변화 및 전파특성을 관찰하였다. 정상초음파가 존재할 경우 화염선단이 찌그러지고 기연부에서 횡방향 줄무늬가 생성되며, 이러한 구조변이는 정상초음파의 주파수에 종속한다. 또, 전파속도는 정상초음파가 교반하는 경우 증가되며, 화염전파 거동에 미치는 초음파의 영향은 주파수의 증가에 따라 보다 명확해진다는 사실도 확인되었다.

낮은 작동 압력비의 초음속 제트에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Supersonic Jets at Low Operating Pressure Ratio)

  • 이재혁;;김태호;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권7호
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    • pp.489-495
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    • 2017
  • 본 연구에서는 초음속 노즐로부터 방출되는 초음속 제트유동의 정량적 가시화 실험 연구가 이루어졌다. 최근 카메라와 가시화 장비의 발달로 비압축성 유동뿐 아니라 압축성 유동 조건에서도 가시화 실험이 가능해졌다. 본 연구의 실험은 노즐 압력비 $p_0/p_b=4$, 5, 6, 7에 대해 $M_d=1.5$, 1.8인 축소확대 노즐에서 방출되는 음속 및 초음속 제트에 대해 PIV와 쉴리렌 가시화 실험을 수행하였다. PIV는 제트 유동장의 정량적 정보를 제공하며, 컬러 쉴리렌 기법과 동일한 실험조건을 적용하였다. 정량적 결과는 쉴리렌 결과와 비교하였으며, 쉴리렌의 제트는 이론적 해석과 비교하였다. 특히, 노즐 출구부근에서 발생하는 유동의 팽창 상태에 따라 달라지는 유동특성을 자세히 조사하였다.