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삼중 동심관 버너에서 부분 예혼합 난류 화염의 전파에 관한 연구 = A study on the propagation of partially premixed turbulent flame in the triple concentric burner
서명 / 저자 삼중 동심관 버너에서 부분 예혼합 난류 화염의 전파에 관한 연구 = A study on the propagation of partially premixed turbulent flame in the triple concentric burner / 최진훈.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2008].
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This paper has investigated the partially premixed turbulent flame propagation in the triple concentric burner. The burner consists of three concentric tubes called the triple concentric burner. Air flows from the central tube and the outer concentric tube. The fuel flows from the annular concentric tube between inner and outer air flow. An axisymmetric turbulent jet mixing has been ignited at downstream positions to assess the upstream flame propagation. The farthest axial position that permitted the reaction zone to propagate upstream after application of the ignition source is called "upper propagation limit", or UPL. The flame propagates from UPL to the lift-off height. UPL decreases as increasing inner and outer air velocity. Increasing inner air velocity scarcely affects the lift-off height. But the lift-off height increases as the outer air velocity increases. These phenomena are interpreted in terms of the premixed combustion model concepts through the non reacting flow structure. In this study, a commercial program was used to find non reacting flow structure. Local velocity is compared with turbulent burning velocity through the calculation. As a result, turbulent burning velocity is less than local velocity above UPL and turbulent burning velocity exceeds local velocity between UPL and Lift-off height, again, turbulent burning velocity is less than local velocity under Lift-off height. Therefore the positions of lift-off height and UPL are determined where the turbulent burning velocity is equal to the local velocity. UPL and lift-off height are both plotted versus the inner air velocity for each outer air velocity cases. The two curves, UPL and lift-off height, are closer together for all cases. Points where two curves cross are located on the boundary between lifted flame and blowout in flame stabilization diagram. Therefore UPL and critical liftoff height by Kalghatgi[17] have same physical meaning and blowout occurs when lift-off height exceeds UPL.

연료 안쪽과 바깥쪽으로 공기가 분출되는 삼중 동심관 버너에서 하류지점에서 점화를 주어 부분 예혼합 화염이 UPL에서 부상높이까지 전파함을 관찰하였다. 부상높이는 바깥쪽 공기 유속이 증가할수록 증가함을 보였으나 안쪽 공기 유속의 증가에 대해서는 크게 영향을 받지 않음을 관찰하였다. 비반응 유동장에 대해 부상화염의 안정화 메커니즘을 설명하는 이론 중 예혼합 연소모델을 적용하여 수치 계산을 수행한 결과 부상높이는 난류 화염 속도와 국지 유속이 같아 지는 지점에서 결정이 됨을 확인하였다. UPL의 경우 안쪽과 바깥쪽 공기의 유속이 모두 증가할수록 감소하는 경향을 보였고 특히 안쪽 공기 유속의 영향을 크게 받았다. UPL에서도 예혼합 연소모델을 확장하여 적용한 결과 UPL이 가연한계 아래에 있으면 UPL은 난류 화염속도와 국지 유속이 같아 지는 지점에서 결정되었다. 안쪽 공기 유속이 증가할 수록 부상높이와 UPL은 서로 가까워짐을 관찰하였고 두 선이 만나는 조건에서는 화염날림과 부상높이의 경계가 되었다. 부상높이가 UPL과 같아지면 화염날림 현상이 일어나고 화염전파 관점에서 바라본 UPL은 Kalghatgi[17]가 주장한 임계부상 높이와 동일한 물리적 의미를 가진다.

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청구기호 {MME 08043
형태사항 xi, 66 p. : 삽화 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Jin-hoon Choe
지도교수의 한글표기 : 신현동
지도교수의 영문표기 : Hyun-Dong Shin
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 참고문헌 : p. 61-63
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