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NTIS 바로가기한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, v.15 no.4 = no.65, 2011년, pp.35 - 40
An experimental study of the flame response in a turbulent premixed combustor has been conducted in order to investigate mechanisms for combustion instabilities in a lean premixed gas turbine combustor. A lab-scale combustor and mixing section system were fabricated to measure the flame transfer fun...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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가스터빈 예혼합 연소기에서 발생하는 연소 불안정 현상을 이해하고자, 연소기 입구 속도 섭동에 따른 화염의 동특성을 정량적으로 분석하기 위한 화염 전달 함수 실험 결과는 어떤 결론을 갖는가? | 1) 동일한 운전 조건에서 속도 섭동 주파수가 증가할 경우(섭동 파장이 감소할 경우), 주어진 속도의 진폭에 대하여 열발생율의 진폭이 감소하여 화염 전달 함수의 이득값이 감소한다. 2) 섭동 주파수가 일정하다면, 연료-공기 당량비가 증가하게 될 경우, 화염의 길이가 감소하게 되고, 주어진 속도 섭동 조건에 대하여 열 발생율의 진폭이 증가하여 화염 전달 함수의 이득값이 증가한다. 3) 이러한 관계로부터 화염의 동특성은 화염의 길이와 섭동 파장의 비율인 Strouhal 수에 의하여 정의될 수 있다. | |
연소 불안정(combustion instability) 현상이 발생하는 이유는? | 희박 예혼합 연소기의 운전 영역인 희박 한계 근처에서는 작은 외부 유동 섭동에 대하여도 화염이 매우 민감하게 반응하게 되어 열발생율의 변동으로 이어지고, 이는 다시 연소기 고유의 압력파와의 상호 작용에 의하여 연소 불안정(combustion instability) 현상이 발생하게 된다. 이러한 연소 불안정 현상은 시스템의 압력 변동및 진동의 증가를 초래하고 결국 연소기 또는 일부 부품에 치명적인 손상을 일으킨다[1-3]. | |
화염 전달 함수의 구현을 위한 유동 섭동 장치는 어떻게 구성되는가? | 또한 화염 전달 함수의 구현을 위하여 유동 섭동 장치는 속도 조절이 가능한 AC 모터와 더불어 회전판(rotating plate), 고정 플레이트(static plate)와 중간의 예혼합실로 구성된다. 회전판은 축을 통하여 가변 속도 모터와 연결되고, 이 장치를 통하여 400 Hz까지의 섭동 주파수(modulation frequency)를 얻을 수 있다. |
Ducruix, S., Schuller, T., Durox, D., and Candel, S., "Combustion dynamics and instabilities: elementary coupling and driving mechanisms," Journal of Propulsion and Power, Vol. 19, No. 5, 2003, pp.722-734
Lieuwen, T., "Modeling premixed combustion - acoustic wave interactions: a review," Journal of Propulsion and Power, Vol. 19, No. 5, 2003, pp.765-781
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Kim, D., Lee, J., Santavicca, A., Kim, K., and Srinivasan, S., "Effect of flame structure on the flame transfer function in a premixed gas turbine combustor," Journal of Engineering for Gas Turbine and Power, Vol. 132, 2010
Dasch, C. J., "One-dimensional tomography: a comparison of Abel, onion-peeling, and filtered backprojection methods," Applied Optics, Vol. 31, No. 8, 1992, pp.1146-1152
Balachandran, R., Ayoola, B.O., Kaminski, C.F., Dowling, A.P., and Mastorakos, E., "Experimental investigation of the nonlinear response of turbulent premixed flames to imposed inlet velocity oscillations," Combustion and Flame, Vol. 143, 2005, pp.37-55
김대식, "연소 불안정 현상의 소개와 가스터빈 연소기에서의 화염 전달 함수 측정," 대한기계학회 춘계학술대회논문집, 2011, pp.457-460
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