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

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2002년도 제24회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.61-67
• /
• 2002

Characteristics of lifted flames in axisymmetric laminar coflow jets have been investigated experimentally. Approximate equations for velocity and concentration with virtual origins have been proposed to analyze the behavior of flames in coflow jets. Measuring Rayleigh intensity to investigate the concentration field. proposed approximate equations were confirmed. By using the results of OH PLIF, direct photography and Rayleigh scattering measurement, it is shown that the locations of maximum intensity in direct photography coincide with the tribrachial points in axisymmetric jets and the tribrachial points travel on the stoichiometric contour. For coflow jets, the experimental results of liftoff height have been successfully correlated with nozzle exit velocity using predicted behavior from proposed approximated equations. These results substantiate the stabilization mechanism in coflow jet is based on the balance between flame propagation speed and axial flow velocity, same as for the free jets.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2004년도 제28회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.15-20
• /
• 2004

Characteristics of turbulent lifted flames in coflow jet have been investigated by varying initial temperature through the heating of coflow air. In the turbulent regime, liftoff height increases linearly with fuel jet velocity and decreases nonlinearly as the coflow temperature increases. This can be attributed to the increase of turbulent propagation speed, which is strongly related to laminar burning velocity. Dimensionless liftoff heights are correlated well with dimensionless jet velocity, which are scaled with parameters determining local flow velocity and turbulent propagation speed. This implies that the turbulent lifted flames are stabilized by balance mechanism between local turbulent burning velocity and flow velocity. Blowout velocity can be obtained from the ratio of mixing time to chemical time. Comparing to previous researches, thermal diffusivity should be evaluated from the initial temperature instead of adiabatic flame temperature.

• 한국연소학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.32-38
• /
• 2004

Characteristics of turbulent lifted flames in coflow jet have been investigated by varying initial temperature through the heating coflow air. In the turbulent regime, liftoff height increases linearly with fuel jet velocity and decreases nonlinearly as the coflow temperature increases. This can be attributed to the increase of turbulent propagation speed, which is strongly related to laminar burning velocity. Dimensionless liftoff heights are correlated well with dimensionless jet velocity, which are scaled with parameters determining local flow velocity and turbulent propagation speed. This implies that the turbulent lifted flames are stabilized by balance mechanism between local turbulent burning velocity and flow velocity. Blowout velocity can be obtained from the ratio of mixing time to chemical time. Comparing to previous researches, thermal diffusivity should be evaluated from the initial temperature instead of adiabatic flame temperature.

• 한국연소학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.15-22
• /
• 2001

A pressure-based, unstructured finite volume method has been applied to couple the chemical kinetics and fluid dynamics and to capture effectively and accurately the steep gradient flame field. The pressure-velocity coupling is handled by two methodologies including the pressure-correction algorithm and the projection scheme. A stiff, operator-split projection scheme for the detailed nonequilibrium chemistry has been employed to treat the stiff reaction source terms. The conservative form of the governing equations are integrated over a cell-centered control volume with collocated storage for all transport variables. Computations using detailed chemistry and variable transport properties were performed for two laminar reacting flows: a counterflow hydrogen-air diffusion flame and a lifted methane-air triple flame. Numerical results favorably agree with measurements in terms of the detailed flame structure.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권10호
• /
• pp.1025-1031
• /
• 2011

자발화 특성은 디젤 및 PCCI 엔진의 설계에서 중요한 인자이다. 특히, 디젤분무화염은 자발화현상에 의해서 형성되어 노즐에서 부상된다. 노즐과 부상화염 사이의 영역에서 분무된 디젤의 중앙으로 주위 공기의 유입이 발생하기 때문에, 그 부상된 화염은 매연 생성에 영향을 준다. 본 연구에서 간단한 모델로써 동축류 제트를 적용하였고, 점화지연시간에 대한 자발화 과정에서 발생하는 열손실의 영향을 확인하였다. 메탄($CH_4$), 에틸렌($C_2H_4$), 에탄($C_2H_6$), 프로핀($C_3H_6$), 프로판($C_3H_8$), 및 노말 부탄(n-$C_4H_{10}$)의 연료들을 고온의 공기로 분사하였으며 자발화된 부상화염의 높이를 측정하였다. 그 결과로 자발화된 부상화염의 높이와 열손실을 고려한 점화지연시간과의 상관관계를 결정하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2004년도 제28회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.21-26
• /
• 2004

Characteristics of laminar lifted names in coflow jet with various coflow velocities have been studied experimently. USlI1g the fuel nozzle with d=0.254 for the pure propane, liftoff heights are fitted by using power equation with jet velocity. As coflow velocity increases up to 60 cm/s powers of fitting equation steeply decrease. From the result of numerical analysis using the FLUENT, the stoichiometry contour and the axial velocity nondimensionalized by initial jet velocity along the stoichiometry contour are changed with variations of coflow velocities, The change of axial velocity along stoichiometric contour is more sensitive than that of stoichiometric contour, For this reason, powers of fitting equation for liftoff height with jet velocity decreases with the increase of coflow velocity. Using the fuel nozzle with d=4,35 mm for the highly diluted propane by nitrogen, the liftoff height increases with the increase of coflow velocity when coflow velocity is less than the maximum value of initial jet velocity. But when coflow velocity is faster than that, the liftoff height decreases with the increase of coflow velocity.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.34-40
• /
• 2004

층류 비예혼합 분류 화염에서 다양한 주파수와 강도로 외부에서 유동장에 자극을 주었을 때 화염의 배출특성과 거동에 대해서 실험적으로 조사하였다. 먼저 일정한 관 공명 주파수에서 가진 강도를 가변시켜 난류화염 된 부상화염에서 질소산화물 배출 지수($EINO_x$)를 측정하였다. 또한, 가진 강도가 일정한 상태에서 주파수를 0 Hz에서 높은 주파수인 2 KHz까지 다양한 주파수 조건으로 가진된 한 경우에도 질소산화물의 배출지수를 측정하였다. 큰 가진 강도의 관공명 주파수로 가진된 경우 부상된 난류화염에서 $NO_x$ 배출 특성은 다음과 같이 크게 세 가지 형태의 특성을 보였다. Group I의 화염에서는 공간적인 섭동이 크며 비교적 화염길이가 길고 높은 $NO_x$ 배출 특성을 보였으며 Group II에서는 상대적으로 짧은 길이와 좁은 폭의 화염거동에 낮은 $NO_x$배출 특성을 보였다. Group III에서는 약간 긴 화염길이에 매우 큰 화염체적으로 상당한 높이까지 시ㆍ공간적으로 섭동이 큰 운동양태로 부상되는 거동과 가장 높은 $NO_x$ 배출 특성을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권4호
• /
• pp.399-408
• /
• 2010

질소 희석된 프로판 층류 부상 화염에서 화염진동 불안정성과 화염 곡률 효과를 살펴보기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 화염 진동은 총 3가지 영역으로 열손실에 의한 진동, 열손실 및 부력이 혼재된 진동, 그리고 열손실 및 루이스 수에 의한 영향이 혼재된 진동으로 구분되었다. 순수 열손실에 의한 진동은 루이스 수에 의한 진동과 부력에 의한 수력학적 불안정성과 관련이 없으며 연료 루이스 수에 관계없이 모든 부상화염 조건에서 관찰되었다. 화염의 시간에 따른 부상높이 변화에 대한 FFT분석을 통해 화염진동 불안정성의 실험적 증거와 특성을 명확히 제시하였고, 부상 화염의 열손실에 의한 자기진동의 메커니즘에 대한 시나리오를 논의한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
• /
• pp.393-393
• /
• 2014