• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권2호
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• pp.204-215
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• 2011

화염 안정성은 층류부상화염의 중요한 메커니즘 중 하나이며 화염전파속도는 화염안정화를 평가하기 위한 척도가 된다. Bilger는 삼지점을 기준으로 혼합분율과 화염의 형상에 관계된 삼지화염의 화염 전파속도 및 안정화 메키니즘을 제시하였다. 그러나 동축류 작은 노즐을 이용한 실험과 수치해석에서는 화염이 형성되고 소화되는 전 과정을 상세히 관찰 할 수는 없었다. 본 논문에서는 노즐 직경에 따른 화염거동과 화염 형상 및 안정화 메커니즘에 대하여 세분화하였다. 본 논문의 결과로 노즐에 따른 삼지화염의 거동과 삼지화염전파, 화염면 전파 및 평면화염의 존재 등을 구분하였다. 그리고 삼지화염전파 거동에 있어서 열린삼지화염전파 및 닫힌 삼지화염전파 거동에 대해 구분하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권3호
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• pp.46-52
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• 2010

삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염전파속도를 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률 반경과 스칼라소산율에 따른 삼지화염 전파속도에 관하여 논의된 바가 없으며, 본 논문에서는 수치해석을 통해 화염전파속도에 따른 화염의 곡률반경과 스칼라소산율의 관계를 살펴보았다. 본 논문의 결과로 연료의 노즐 출구속도에 따라 화염전파속도가 거의 선형적으로 변화됨을 알 수 있었다. 또 화염전파속도에 따라 스칼라소산율은 비선형적인 감소를 보였으며, 곡률반경은 거의 선형적인 변화를 보임을 알 수 있었다. 또 스칼라소산율에 따른 곡률 반경의 경우 비선형적인 감소를 보였다. 따라서 화염전파속도와 스칼라소산율 및 화염의 곡률반경 사이에 직접적인 연관성이 있는 것을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.47-56
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• 2011

삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염전파속도를 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률 반경과 스칼라소산율 및 삼지화염의 화염전파속도에 관한 직접적인 관계에 관하여 제시된 바가 없었다. 본 논문은 실험과 수치해석에 따른 수치해석 결과를 검증하고, 수치해석을 통해 스칼라소산율에 따른 화염전파속도를 확인하였다. 그리고 화염스트레치 분석을 통하여 화염전파속도의 곡률반경 및 스칼라소산율에 따른 의존도를 명확히 하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권2호
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• pp.34-39
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• 2010

삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염 전파속도를 실험으로 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률에 따른 삼지화염 전파속도에 관하여 논의된 바가 없기에, 본 논문에서 화염의 곡률에 따른 화염전파속도의 연관성을 제시하고자 하였다. 본 논문의 결과로 층류부상화염의 부상높이가 연료의 출구속도와 노즐의 직경에 따라서 결정됨을 알 수 있었다. 그리고 정지된 부상화염의 유동속도에 비례하는 연료의 출구속도에 곡률의 크기가 비례함을 보였고, 또 층류부상화염의 부상높이가 높아질수록 곡률반경의 크기가 커짐을 알 수 있었다. 따라서 곡률효과의 중요성이 인식되어야 하며 화염안정화 메커니즘을 표현하기 위해 제안된 Bilger의 제안식이 곡률효과를 고려하여 수정되어야한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제28회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.7-14
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• 2004

The lift-off characteristics of the triple flame have been studied experimentally with various mean velocities and concentration gradients using a multi-slot burner, which can control the concentration gradient and the mean velocity independently, Lift-off height, axial maximum velocity, flame temperature, and some other characteristics were examined for methane and propane flame, It was found that minimum values of the lift-off heights exist at a certain concentration gradient for constant mean velocity, and this result implies that the propagation velocity has a maximum value at this condition, OH radical distribution was measured with LIF method and velocity variation along streamline was measured with PlV system. In addition maximum temperature along streamline was measured with CARS system. The intensity of the diffusion flame affects on the propagation velocity of triple flame in the region of very weak concentration gradient.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2007년도 제34회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.13-18
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• 2007

When triple flames propagated in a diverging channel, the effects of fuel dilution on the lift-off characteristics of triple flames were investigated. A multi-slot burner was used to stabilize the lift-off flame especially at weak fuel concentration gradients. It was reported that there is a maximum propagation velocity at a critical concentration gradient in an open jet regardless of fuel dilution. The enhancement of a diffusion flame affected to increase the propagation velocity around critical concentration gradients. However, the influence of a confined channel on the structure of triple flames according to fuel dilution needs to be investigated compared with an open jet case. This study aimed to examine the effect of a confined channel on the structure and the propagation velocity of the triple flames according to fuel dilution. Lift-off height and propagation velocity of triple flames were investigated by employing three kinds of fuel compositions diluted by nitrogen (0%, 25%, 50% $N_2$), Fuel dilution reduced the propagation velocity of triple flame in a confined channel mainly due to the decrease of flame temperature in premixed branch. Despite the difference in fuel dilution, the propagation velocity has a maximum value at a specific fuel concentration gradient even though the critical concentration gradient increases with fuel dilution. And the critical concentration gradient in a confined channel is larger than that in an open jet due to enhancement of convective diffusion.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.85-91
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• 2003

The lift-off characteristics of the triple flame within a diverging duct have been studied experimentally using a multi-slot burner, which can control the concentration gradient and the mean velocity independently. In this experiment the triple flame was stabilized successfully in lift-off condition and flame stabilization with a duct or without a duct, lift-off heights, and some other characteristics were examined for propane flame. It was examined that the effects with various concentration gradient and mean velocity on the triple flame. It was found that minimum value of the lift-off heights exist at a certain concentration gradient for constant mean velocity and flame with a duct is more stable than that without. Moreover the propagation velocity of the flame becomes maximum at a certain concentration gradient regardless of mean velocity.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제24회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.99-105
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• 2002

The concentration gradient effects on triple flame have been studied experimentally using a slot burner in order to stabilize stationary triple flame in coflowing stream. By means of contraction we generate the coflowing stream with uniform velocity and linear concentration gradient at the outlet of the slot. In this paper we investigated the response of the triple flame. to the concentration gradient, like the stability, the liftoff height, and the structure of triple flame. Flow velocity is measured with Laser Doppler Velocimetry. As the concentration gradient increases. the flame propagation velocity in immediately upstream triple point increases until the liftoff height of triple flame becomes minimum, and then decreases.

• 한국가스학회지
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• 제13권3호
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• pp.33-42
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• 2009

부상화염에 대한 연소반응 유동 수치해석을 수행하여 부상높이에 대한 기존 연구 결과들과 비교를 통하여 수치해석 결과의 신뢰성을 검정하였다. 화염전파속도를 결정하는 유동방향변환점을 기존의 연구에서처럼 연료분출속도에 상관없이 일률적인 위치로 선정할 경우 많은 오차를 유발하기 때문에 본 연구에서는 부상화염에서 이론당량비선을 따라 유동속도와 스칼라 소산율 특성을 살펴보았고 화염전파속도를 선정하는 유동방향변환점을 타당하게 선정하는 방법을 정립하였다. 이를 토대로 화염전파속도와 스칼라소산율의 관계식을 도출하여 부상화염에서 화염전파속도 특성을 규명하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권8호
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• pp.1061-1070
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• 2003

A triple flame in a mixing layer was studied experimentally with concentration gradient and mean velocity by using a multi-slot burner, which can stabilize the lift-off flame. Flame stabilization condition, lift-off heights, and some other characteristics were examined for methane and propane flame within a range of very low concentration gradient. Pitot-tube and LDV(Laser Doppler Velocimetry) were used for velocity. Mass spectroscopy and Rayleigh scattering signal were used for concentration gradients. Thermo-couples and SiC TFP(Thin Filament Pyrometer) were used for temperature. It was found that minimum values of the lift-off heights exist at a certain concentration gradient for constant mean velocity and this means that the propagation velocity has a maximum value. The scales of flame to the burner nozzle and intensity variation of the diffusion flame were suspected as the cause.