Recently, an Annular-Diverging-Tube (ADT) burner and an Annular-Stepwise-Diverging-Tube (ASDT) burner were used to investigate the length scale effects on the flame propagation velocity (FPV) in a channel. Most recently, the overall characteristic of FPV of a specific fuel was described as a continuous surface in the concentration-length-velocity domain (CLV diagram). However, even though the availability of the ASDT burner was confirmed in previous studies, for more precise CLV diagram and for the convenience of the experiment, further burner improvement was needed. In this study, the ASDT burner was improved in three aspects. 1) Flame images were analyzed through an image processing method. 2) Flow rate reduction speed was controlled using servo motor. 3) Thickness of the step-unit was reduced from 10 mm to 3 mm. N2/$CO_2$ dilution effects on methane-oxygen flame were investigated in a CLV diagram. Although there have been several previous studies with various diluents, our knowledge of dilution effects on the flame is still limited. First, most previous studies mainly focused on the effects of dilution on laminar burning velocity (LBV). There was little study about dilution effect on length scale and FPV. Second, in many previous studies, it was difficult to figure out independent dilution effect because air was used as an oxidizer. In this study, an ASDT burner was used to investigate length scale and FPV relation of N2/$CO_2$ dilution on methane flame. In addition, to study sole effect of dilution, mixture dilution approach was used. The concentration of N2/$CO_2$ in the mixture was varied 65%-75%/50%-65%, respectively. Quenching distance and critical FPV data was obtained with various dilution percentages.
채널의 길이 스케일이 화염의 전파 속도에 미치는 영향을 연구하기 위해 환형 확장관 연소기와 환형 다단 확장관 연소기가 사용되어왔다. 최근에는 특정한 연료의 전반적인 전파 속도 특징이 당량비-길이 스케일-전파 속도 영역에서 설명되었다. 그러나 더 정밀한 당량비-길이 스케일-전파 속도 다이어그램과 실험의 편의를 위해 버너 개선이 필요하였다. 본 연구에서 환형 다단 확장관 연소기는 세가지 측면에서 개선되었다. 1) 화염 이미지들이 이미지 프로세싱 방법으로 분석되었다. 2) 유량 감소율이 서보 모터를 이용해서 제어되었다. 3) 스텝 유닛의 두께가 10 mm 에서 3 mm 로 감소하였다. 질소/이산화탄소 희석이 메탄-산소 화염에 미치는 영향을 당량비-길이 스케일-전파 속도 다이어그램에서 연구하였다. 본 연구에서는 질소/이산화탄소 희석이 메탄 화염의 길이 스케일과 화염 전파 속도에 미치는 영향을 보기 위해 환형 다단 확장관 연소기가 사용되었다. 희석 자체의 효과를 보기 위해서 혼합물 희석 접근법이 사용되었다. 질소/이산화탄소 희석 실험 농도 범위는 각각 65%-75%/50%-65% 였다. 소염 거리와 임계 화염 전파 속도 데이터가 다양한 희석 농도에 대해 얻어졌다.