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문제 정의
- MILD 연소로 내의 연소 특성을 살펴보기 위해 본 연구에서는 Fig. 1에 나타낸 것과 같은 MILD 연소로에 대하여 수치해석을 수행하였다. Fig.
- 본 연구는 MILD 연소로에서 연료 투입을 원뿔형 연소로 가운데에 위치하도록 하고 공기 투입을 외곽으로 위치한 경우의 연소 특성과 연료 공기 투입 위치를 서로 바꾼 경우의 연소 특성을 살펴봄으로써 각 경우의 최적 연소 조건과 두 경우 중에 어떠한 배치가 연소 특성이 좋은지를 비교하여 MILD 연소로의 연료 공기 투입 위치에 대한 최적 조건을 도출하여 효율적인 MIDL 연소로 설계 시에 적용할 수 있는 기반을 마련하는데 목적이 있다.
- 본 연구에서 연료노즐과 공기 노즐의 위치를 서로 바꿀 때 어떠한 특성 변화가 있는지를 살펴보고 두 가지의 경우 중에 어떠한 경우가 최적의 NOx 배출을 위한 형상인가를 알아보는 것을 우선적 목적으로 한다고 서론에서 언급하였다. 본 절에서는 먼저 연료노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우인 Fig.
- 앞 절에서 연료노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우의 연소특성을 살펴보았다. 본 절에서는 공기노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우의 연소특성을 살펴보기로 한다. 공기분출 속도가 20 m/s인 경우에 유동 형태를 Fig.
- 2절에서 연료 및 공기 노즐 위치 변화에 따라 유동형태와 연소반응대 형상에 대한 것을 살펴보았다. 이 절에서는 두 경우에 대하여 온도 및 NOx 생성 특성을 살펴보기로 한다. Fig.
가설 설정
- 공기분출속도가 23 m/s일 때에도(Fig. 5(b)) 연소반응대의 시작은 공기노즐 측에 있지만 속도가 27 m/s일 때는 연소반응 대의 시작이 연료노즐 측으로 옮겨간다. 이는 공기노즐에서 분출된 공기의 운동량이 커졌기 때문에 연료가 분출되어 상부로 퍼져가는 것을 막을 뿐만 아니라 연료 분출이 시작되는 곳까지 공기가 침투해 가서 그 곳에서부터 연소반응이 시작되기 때문이다.
- 이 경우에는 공기 속도 27 m/s가 연료유량에 대한 이론공기량에 해당한다. 이전의 MILD에 관한 실험 연구에서 MILD 연소 조건이 되었을 때 연소로 내가 약 800℃ 이상의 온도를 유지하고 있는 것을 관찰하였는데 본 연구에서는 원통 내부에서 MILD 연소 조건이 되었다고 가정하여 모든 벽면은 800℃보다 높은 1,000℃로 설정하였다.
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