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한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering v.34 no.2, 2010년, pp.250 - 258   피인용횟수: 1
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부상화염에서 노즐직경과 연료유량에 따른 화염전파속도와 체적연소반응속도의 변화 특성에 관한 연구
The Characteristics of the Flame Propagation Velocity and Volume Integral of Reaction Rate with the Variation of Nozzle Diameter and Fuel Injection Flow Rate for a Liftoff Flame

하지수    (계명대학교 에너지환경과학과   ); 김태권    (계명대학교 기계자동차공학부  );
  • 초록

    부상화염에서 노즐직경과 연료유량을 변화하면서 화염전파속도와 연료과농영역, 연료희박영역, 확산화염 영역에서의 체적연소반응속도의 변화 특성을 수치해석을 통하여 살펴보았다. 본 연구에서 사용한 3가지 연료노즐 직경(d=0.25, 0.30, 0.35mm)에서 연료분출속도를 증가시키면 화염전파속도가 증가하지만 변화폭은 4.3%를 넘지 않는다. 연료분출속도를 증가함에 따른 연료량 증가는 직접적이고 선형적으로 체적연소반응속도에 연관되어 있음을 알 수 있었고, 따라서 부상화염에서 연료량의 증가는 화염전파속도 보다 체적연소반응속도가 연료량 변화에 대응함을 알 수 있었다.


    A numerical analysis of reactive flow in a liftoff flame is accomplished to elucidate the characteristics of flame propagation velocity and volume integral of reaction rate with the variation of nozzle diameter and fuel injection flow rate in a liftoff flame consisted with fuel rich region, fuel lean region and diffusion flame region. The increase of fuel injection velocity enhances flame propagation velocity for the selected three nozzle diameter(d=0.25, 0.30, 0.35mm), but its effect on the flame propagation velocity is not much greater than 4.3%. The increase of fuel flow rate is directly and linearly related with the volume reaction rate and so the volume reaction rate, not the flame propagation velocity, might be considered to accommodate the variation of fuel flow rate in a liftoff flame.


  • 주제어

    부상높이 .   화염전파속도 .   노즐직경 .   체적연소반응속도 .   화염표면적.  

  • 참고문헌 (14)

    1. J.W. Dold, "Flame propagation in a nonuniform mixture: Analysis of a slowly varying triple flame", Combust. Flame., vol. 76, pp. 71-88, 1989. 
    2. J. Boulanger, L. Vervisch, J. Reveillon, and S. Ghosal, "Effects of heat release in laminar diffusion flames lifted on round jets", Combust. Flame., vol. 134, pp. 355-68, 2003. 
    3. T. Plessing, P. Terhoeven, N. Peters, and M.S. Mansour, "An experimental and numerical study of a laminar triple flame", Combust. Flame., vol. 115, pp. 335-53, 1998. 
    4. H.G. Im, J.H. Chen, "Effects of flow strain on triple flame propagation", Combust. Flame., vol. 126, pp. 1384-392, 2001. 
    5. R.D. Lockett, B. Boulanger, S.C. Harding, and D.A. Greenhalgh, "The structure and stability of the laminar counter-flow partially premixed methane/air triple flame", Combust. Flame., vol. 119, pp. 109-20, 1999. 
    6. Y.S. Ko, and S.H. Chung, "Propagation of Unsteady tribrachial flames in laminar non-premixed jets", Combust. Flame., vol. 118, pp. 151-63, 1999. 
    7. Chung, S. H. and Lee, B. J., "On the characteristics of laminar lifted flames in a nonpremixed jet", Combust. Flame., vol. 86, pp. 62-72, 1991. 
    8. J. Lee, S.H. Won, S.H. Jin, S.H. Chung, O. Fujita, and K. Ito, "Propagation speed of tribrachial (triple) flame of propane in laminar jets under normal and micro gravity conditions", Combust. Flame., vol. 134, pp. 411-20, 2003. 
    9. K.K. Kuo, Principles of Combustion, John Wiley & Sons, New York, 1993. 
    10. R.W. Bilger, Y.C. Chen, "Stabilization mechanism of lifted laminar flames in axisymmetric jet flows", Combust. Flame., vol. 122, pp. 377-399, 2000. 
    11. J. S. Ha, T. K. Kim, and J. Park, "The characteristics of the flame propagation velocity and volume integral of reaction rate with the variation of fuel injection velocity for a liftoff flame", J. of the Society of Marine Eng., vol. 33, no. 4, pp. 466-475, 2009. 
    12. L. Muniz, M. G. Mungal, "Instantaneous flame-stabilization velocities in liftedjet diffusion flames", Combust. Flame., vol. 111, pp. 16-31, 1997. 
    13. H.G. Im, and J.H. Chen, "Structure and Propagation of Triple Flames in Partially Premixed Hydrogen-Air Mixtures", Combust. Flame., vol. 119, pp. 436-54, 1999. 
    14. C.E. Frouzakis, A.G. Tomboulides, J. Lee, and K. Boulouchos, "From diffusion to premixed flames in an $H_2$/Air opposed-jet burner: The role of edge flames", Combust. Flame., vol. 130, pp. 171-84, 2002. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Park, Kweon-Ha ; Kim, Ju-Youn 2011. "The Effect of Focal Length on Fuel Mixing And Combustion in One-focusing Oxygen Burner" 한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, 35(6): 814~819     

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