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강한 난류 대향 제트 화염에 관한 실험적 연구 = An experimental study on high intensity turbulent counter jet flame
서명 / 저자 강한 난류 대향 제트 화염에 관한 실험적 연구 = An experimental study on high intensity turbulent counter jet flame / 고일민.
저자명 고일민 ; Ko, Il-Min
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2006].
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8017183

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MME 06011

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초록정보

The characterization of turbulent reacting flows has proved difficult owing to the complex interaction between turbulence, mixing, and combustion chemistry. There are many types of time scales in turbulent flame which can determine flame structure. These time scales are driven from velocity fluctuation and length scale and chemical condition. Several 2D imaging techniques including planar laser induced fluorescence for OH have been used to investigate premixed turbulent flame structures under intense turbulence. This counter jet type premixed burner produces high intensity turbulence. The goal is to gain better insights into the flame structures at high turbulence and to test and verify the concept of the well stirred reaction zones, distributed reaction zones and flamelet regime. 6 propane/air flames have been studied with high velocity fluctuation in bundle type nozzle and in one hole type nozzle. By measuring velocity fluctuation, turbulent intensity and integral length scale are obtained. Sets of 200 OH LIF images obtained for each flame clearly show that flame wrinkling is a random process. The OH LIF images were processed to determine flame structure of the mean flame curvatures and flame lengths for comparison with turbulence intensity and turbulent length scales. The results show that the decrease in nozzle size generates smaller flow eddy and mean curvatures of the flame fronts, and a increase in Damkohler number estimated from flow time scale measurement and chemical condition.

난류 화염을 구분짓는 문제는 난류 유동, 혼합, 화학 반응간의 상화 작용을 고려해야 하기 때문에 매우 어렵다. 난류 화염을 연구하는데 있어서 몇 가지 시간 척도가 있는데 이것에 따라서 난류 화염 구조가 결정된다. 이들은 속도 변동 성분, 길이 척도 그리고 화학적인 반응 조건에 따라서 달라진다. OH 라디칼을 사용한 평면 레이저 광계측 방법은 강한 난류 화염을 연구하는 데 있어서 많이 사용된다. 본 연구에서 대향 제트 형태의 연소기를 강한 난류 화염을 만들기 위하여 고안하였다. 간한 난류 화염 조건에서 어떻게 화염이 존재하는지 알아보고, 완전 혼합 반응 구역과 분포반응 영역 그리고 층류 화염편 영역으로 구분해 보았다. 강한 속도 변동 조건을 가진 6가지 조건에서의 프로판/공기 화염이 사용되었고 각각은 다중 노즐 형태(작은 노즐이 묶인 형태)와 단순 노즐 형태(하나의 큰 노즐)로 구분하여 실험하였다. 속도 변동 성분과 난류 강도 그리고 길이 척도를 측정하였다. OH 라디칼의 상은 화염의 구부러진 정도를 알게 해 준다. 여기서 구한 화염의 곡률에 의한 화염의 구조와 화염 길이를 난류 강도 그리고 길이 척도와 비교하여 보았다. 이것을 통하여 노즐의 크기가 작아짐에 따라 유동의 작은 에디가 만들어지고 화염 곡률이 작아지며 유동의 시간 척도가 반응의 시간 척도보다 작아지게 됨을 알게 되었다.

서지기타정보

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청구기호 {MME 06011
형태사항 v, 59 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 부록 수록
저자명의 영문표기 : Il-min Ko
지도교수의 한글표기 : 신현동
지도교수의 영문표기 : Hyun-Dong Shin
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 참고문헌 : p. 53-54
주제 난류
화염
제트
Turbulent
flame
jet
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