Experiments on corresponding jet flames with stagnant point diffusion flames have been carried out in initial injection periods. A compensated measurement of maximum flame temperature, which is based on the ion signal, has been employed to inspect flame responses to time-varying strain rates. The flame responses are obtained at two conditions for the slowly time-varying strain rate and the case of flame extinction, and analyzed to confirm similarity between a stagnant point diffusion flame and an evolving jet diffusion flame. Nonsteady effects are addressed via the comparison between several time scales. The time variation with low strain rates, in which illustrates the flame behavior of the upper branch far from extinction in the well-known S-curve, is confirmed to produce a quasi-steady flame response through the nonsteady experiments. The time variation with strain rates in the case of flame extinction indicates an unsteady effect of flame response. It is therefore found that the flame responses near jet tip depend on time histories of characterized strain rates in the developing process.
In this study, the height of the flame required to estimate the heat flow path and flame spread in pool fire has been applied by the empirical formula, but it is calculated without applying the pressure and temperature parameters of the fire room. Until now, the height of the flame applied to pool fire was $l_F=0.235Q^{2/5}-1.02D$ in the Heskestad empirical formula, but accurate temperature calculation was not possible due to the temperature and pressure which are not influenced by the flame height. Therefore, applying the temperature and pressure around it can calculate the exact flame height, which can be applied to fire investigation and fire dynamics. The structure of the flame is divided into a continuous flame, an intermittent flame, and a buoyancy flame, but it is assumed that the flame height is calculated from the visual aspect to the intermittent flame region, and the temperature of the buoyancy flame is very low. The effect of heat of vaporization on the height of flame was investigated. The results showed that flame height was different according to the pressure and temperature around the fire room.
The method of flame hole dynamics is demonstrated as a mean to simulate turbulent flame extinction. The core of the flame hole dynamics involves derivation of a random walk mapping for the flame holes, created by local quenching, between the burning and quenched states provided that the dynamic characteristics of flame edges is known. Then, the random walk mapping is projected to a background turbulent field. The numerical simulations are carried out with the further simplifications of flame string and unconditioned scalar dissipation rate. The simulation results show how the chance of partial quenching is influenced by the crossover scalar dissipation rate. Finally, a list of improvements, necessary to achieve more realistic turbulent flame quenching simulation, are discussed.
The lifted oscillating flame has been studied using experiments of inverse diffusion flames that the air jet injected into a methane background. To find out the characteristics of inverse diffusion flames, fundamentally flame stabilized diagram is investigated with various air and fuel jet velocities. It has five regions - flame extinction, stable attached flame, anchored flame, liftoff flame and blow off region. In inverse diffusion flame, lifted flames were observed near the blow off region. As long as flames lift off, flames oscillate by periods. In this oscillating lifted flame region, the frequency of 1 and under were observed in various air and methane jet velocities. Characteristics of lifted flames are also examined by using the ICCD direct image. And intensity of flame chemiluminescence is very different in rising and falling period from photographs. For the present, it is predicted that the changes of flame structure are related with flame oscillation, but more experiments will be needed to make clear the phenomenon.
The effect of several inorganic flame-retardants such as ammonium phosphate, ammonium sulfate, aluminum hydroxide and antimony trioxide on the flame-retardant property and tensile strength of paper has been investigated. Flame-retardants were used preferably as a dry powdered mixture and added to the furnish. Both dipping and coating treatments were employed to apply flame-retardants to paper Flame-retardant paper was manufactured by treatment of $5{\sim}30%$ flame-retardants by weight of the paper on a dry weight. Paper's flame-retardant property and tensile strength were examined by comparison of char length and tensile index. As dosages of flame-retardant chemicals increased, flame-retardant property was improved but tensile index was decreased.
Initial flame development and propagation were visualized under different fuel injection timings to relate the initial flame development to the engine stability in a port injection SI engine. Experiments were performed in an optical single cylinder engine modified from a production engine and images were captured through the quartz window mounted in the piston by an intensified CCD camera. Stratification state was controlled by varying injection timing. Under each injection condition, the flame images were captured at the pre-set crank angles. These were averaged and processed to characterize the flame. The flame stability was estimated by the weighted average of flame area, luminosity, and standard deviation of flame area. Results show that stratification state according to injection timing did not affect on the direction of flame propagation. The flame development and the initial flame stability are strongly dependent on the stratified conditions and the initial flame stability governs the engine stability and lean misfire limit.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제23권1호
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pp.88-95
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1999
This study investigates the effects of different kind fuels on the flame structure by using the numerical simulation in triple flame made by a co-flowing fuels-air stream based on the elementary chemical reaction mechanism. Methane and Hydrogen were used as fuel for this study. In order to interpret the result of the study on numerical simulation Skeletal chemistry is employe as the elementary chemical reaction mechanism for methane Gutheil's as an offset ele-mentary chemical reaction mechanism for hydrogen. The result of this study is as follows. In com-parison between the apparent burning velocity change of triple flame and the one-dimensional pre-mixed flame hydrogen fuel flame is higher than methane fuel flame. The flame thrusts out for-ward in the down stream of the boundary between air-fuel mixture and air stream and a part of the flow is bent and forks out in this protruding flame so that a triple flame is originated.
본 논문에서는 불꽃 감지를 위한 임베디드 시스템에 적합한 딥러닝 구조를 제안한다. 제안하는 딥러닝 구조의 불꽃 감지 과정은 불꽃 색깔 모델을 사용한 불꽃 영역 검출, 불꽃 색깔 특화 딥러닝 구조를 사용한 불꽃 영상 분류, 검출된 불꽃 영역의 $N{\times}N$ 셀 분리, 불꽃 모양 특화 딥러닝 구조를 사용한 불꽃 영상 분류 등의 4가지 과정으로 구성된다. 첫 번째로 입력 영상에서 불꽃의 색만을 추출한 다음 레이블링하여 불꽃 영역을 검출한다. 두 번째로 검출된 불꽃 영역을 불꽃 색깔에 특화 학습된 딥러닝 구조의 입력으로 넣고, 출력단의 불꽃 클래스 확률이 75% 이상에서만 불꽃 영상으로 분류한다. 세 번째로 앞 단에서 75% 미만 불꽃 영상으로 분류된 영상들의 검출된 불꽃 영역을 $N{\times}N$ 단위로 분할한다. 네 번째로 $N{\times}N$ 단위로 분할된 작은 셀들을 불꽃의 모양에 특화 학습된 딥러닝 구조의 입력으로 넣고, 각 셀의 불꽃 여부를 판단하여 50% 이상의 셀들이 불꽃 영상으로 분류될 경우에 불꽃 영상으로 분류한다. 제안된 딥러닝 구조의 성능을 평가하기 위하여 ImageNet의 불꽃 데이터베이스를 사용하여 실험하였다. 실험 결과, 제안하는 딥러닝 구조는 기존의 딥러닝 구조보다 평균 29.86% 낮은 리소스 점유율과 8초 빠른 불꽃 감지 시간을 나타내었다. 불꽃 검출률은 기존의 딥러닝 구조와 비교하여 평균 0.95% 낮은 결과를 나타내었으나, 이는 임베디드 시스템에 적용하기 위해 딥러닝 구조를 가볍게 구성한데서 나온 결과이다. 따라서 본 논문에서 제안하는 불꽃 감지를 위한 딥러닝 구조는 임베디드 시스템 적용에 적합함이 입증되었다.
An experimental study on flame lift-off characteristics of propane jet flame highly diluted with nitrogen has been conducted introducing acoustic forcing with a tube resonant frequency. A flame stability curve is attained according to forcing strength and nozzle exit velocity for $N_2$ diluted flames. Flame lift-off behavior with forcing strength and nozzle exit velocity is globally categorized into three; a well premixed behavior caused by a collapsible mixing for large forcing strength, a coexistent behavior of well-premixed and edge flames interacting with well-organized inner fuel vortices for moderate forcing strengths, and edge flame behavior for small forcing strengths. Special focus is concentrated on the coexistent behavior of the flame base in lifted flame since this may give a hint to a possibility which the flame base behaves like a well-mixed premixed flame in highly turbulent lifted flames. It is also shown that the acoustic forcing to self-pulsating laminar lifted flame affects flame lift-off behavior considerably which is closely related to downstream flow velocity, mixture strength, effective fuel Lewis number, and flame stretch.
Experiments in methane-air low strain rate counterflow diffusion flames diluted with nitrogen have been conducted to study the behavior of flame extinction and edge flame oscillation in which flame length is less than the burner diameter and thus lateral conduction heat loss in addition to radiative heat loss could be remarkable at low global strain rates. Critical mole fraction at flame extinction is examined with velocity ratio and global strain rate. Onset conditions of edge flame oscillation and flame oscillation modes are also provided with global strain rate and added nitrogen mole fraction to fuel stream (fuel Lewis number). It is seen that flame length is closely relevant to lateral heat loss, and this affects flame extinction and edge flame oscillation considerably. Edge flame oscillations in low strain rate flames are experimentally described well and are categorized into three: a growing oscillation mode, a decaying oscillation mode, and a harmonic oscillation mode. The regime of flame oscillation is also provided at low strain rate flames. Important contribution of lateral heat loss even to edge flame oscillation is clarified.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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