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보염기가 존재하는 덕트형 연소기에서 화염의 동적 특성에 관한 연구
정찬영(Chanyeong Jeong),김태성(Teasung Kim),송진관(Jinkwan Song),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국연소학회 2012 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.45
The characteristics of flame dynamics occurring near bluff body was experimentally investigated in a model combustor with V-gutter bluff body. Flashback occurs due to the change of pressure gradient in the combustor, and flashback distance depends on equivalent ratio. Unstable flames can be classified into three types depending on the flashback distance and structure. Re-stabilization takes place as the flame moves downstream. This process is supported by a strong vortex structure behind bluff body.
정찬영(Chanyeong Jeong),신재익(JaeIk Shin),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5
보염기가 장착된 덕트형 연소기에서 화염의 희박 날림 현상을 이해하기 위해 화염의 동특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 연소기는 길이방향으로 긴 덕트형 모양을 가지고 있고 단면은 정사각형이다. 보염기는 정삼각형 구조를 가지고 있다. 연료로는 메탄이 주성분인 도시가스를 사용했다. 화염 날림 현상이 발생하는 당량비는 레이놀즈수와 비례하여 증가하게 되며, 재순환 영역의 규모에 따라서 당량비 값이 변화한다. 화염이 날림에 가까워질 때, 재순환 영역과 화염은 상당한 변화를 겪지만, 이러한 현상이 바로 날림 현상으로 이어지지는 않는다. 날림 현상이 발생하기 적전에는 미연 가스가 재순환 영역으로 강하게 유입된다. 이로 인해 화염의 국소 소멸이 발생하고 보염기 후류의 재순환 영역은 완전히 붕괴된다. 결국 연소반응물은 다시 점화되지 못하고 날림 현상이 발생하게 된다. The dynamic characteristics of flame closed to lean blowoff are investigated in the ducted combustor with the bluff body. The combustor has a long duct shape and rectangular cross-section. Bluff body takes the shape of an equilateral triangle. Methane was used as fuel. The blowoff equivalence ratio increase with the Reynolds number. And blowoff equivalence ratio change depending on the extent of the recirculation zone. When the flame closed to blowoff, recirculation zone and flame undergoes a considerable change, but this phenomenon is not directly connected to the blowoff. Shortly before the blowoff, the unburned gas strongly penetrate into the recirculation zone. The flame is disconnected at bluff body downstream and recirculation zone is completely collapsed. The combustible mixture eventually do not ignite and the blowoff occurs.
V-gutter형 보염기에서 발생하는 화염의 역화 및 재점화 구조에 관한 실험적 연구
정찬영(Chanyeong Jeong),김태성(Taesung Kim),송진관(Jinkwan Song),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
V-gutter형 보염기가 장착된 모델 연소기에서 연소불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 역화 및 재점화 구조를 조사하였다. 연소기는 단면이 40 x 40 mm인 긴 덕트 형태이며 연료는 천연도시가스(CNG)를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측을 하였다. 연소불안정이 발생하면 화염의 역화가 발생하며, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염면이 형성된다. 흡입되는 혼합기의 속도가 증가하면서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리게 되고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 재순환 영역으로 혼합기가 유입되면서 재점화가 이루어지는 것을 확인하였다. Structure of flashback and reignition occurring near flameholder was experimentally investigated in a model combustor with V-gutter flameholder. The combustor has a long duct shape with cross section of 40 x 40 mm and City Nature Gas(CNG) were used as fuel. Measurements of chemiluminescence with high speed camera was used for visualization of flame structure. In the lean case, flashback distance depend on equivalent ratio. New flame occurred at the front tip of flameholder when flashback. Flashback flame moved toward downstream direction of combustor because mixture flow velocity had increased, and then re-ignition was caused by entering flow into recirculation zone that is formed behind the flameholder.
정찬영(Chanyeong Jeong),김태성(Taesung Kim),송진관(Jinkwan Song),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
비-거터형 보염기가 장착된 덕트형 연소기에서 연소 불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 동특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 연소기의 단면은 40 x 40 mm 이며, 연료는 천연도시가스를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측과 PIV기법을 사용하였다. 연소 불안정이 발생하면 연소기 내부의 압력 구배에 변화가 생기면서 화염의 역화 현상이 일어나고, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 역화의 진행거리와 구조에 따라 불안정 화염을 세가지 유형을 분류하였다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염 구조를 관측할 수 있었다. 순압력 구배에서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 와류로 인하여 재안정화가 이루어지는 것을 확인하였다. The characteristics of flame dynamics occurring near bluff body was experimentally investigated in a model combustor with V-gutter bluff body. The combustor has a long duct shape with cross section of 40 x 40 mm and Nature City Gas were used as fuel. Measurements of chemiluminescence with high speed camera and PIV was used for visualization of flame structure. Flashback occur due to the change of pressure gradient in the combustor, and flashback distance depend on equivalent ratio. Unstable flames can be classified into three types depending on the flashback distance and structure. When the flame goes over the bluff body, a new flame structure occur at the front of the bluff body. Re-stabilization takes place as the flame moves downstream. This process is supported by a strong vortex structure behind bluff body.
정찬영(Chanyeong Jeong),신재익(Jaeik Shin),이민철(Min Chul Lee),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5
예혼합 보염기 화염에서 발생하는 희박 화염 날림의 특성에 대해 실험적으로 조사하였다. 화염 날림 조건의 근처에서는 재순환 영역이 붕괴되고 화염 구멍이 나타나지만 이러한 현상이 무조건 화염 날림으로 발전되지는 않았다. 한편, 외부 가진에 대한 효과를 알아보기 위하여 스피커를 이용하였다. 화염 날림 당량비는 특정 가진 주파수에서 급격히 증가하였다. 화염 날림이 강하게 발생하는 주파수는 연소기의 공진 주파수와 연관되어 있는 것으로 생각된다. The characteristics of lena blowoff in premixed bluff body flame were investigated in a ducted combustor. When the flame was closed to blowoff, the recirculation zone collapsed and the flame hole occurred, but this change was not directly connected to the blowoff. Also, the effects of the external excitation through the speaker on the flame blowoff were investigated. The blowoff equivalence ratio rapidly increased at particular frequencies of excitation. These frequencies was related to the resonance frequency of the combustor.
정찬영(Chanyeong Jeong),김태성(Taesung Kim),송진관(Jinkwan Song),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회지 Vol.17 No.5
The characteristics of flame dynamics occurring near the bluff body was experimentally investigated in a model combustor with V-gutter bluff body. Measurements of chemiluminescence with high speed camera and PIV were performed for visualization of flame structure. Flashback occurs due to the change of pressure gradient in the combustor, and the flashback distance depends on equivalent ratio. Unstable flames can be classified into three types depending on the flashback distance and structure. When the flame goes over the bluff body, an unusual flame structure occurs at the front of the bluff body. Re-stabilization takes place as the flame moves downstream of the combustor. This process is supported by a strong vortex structure behind the bluff body.