AI 본문요약

엑셀 다운로드 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

질의응답

참고문헌 (17)

타임라인 바로가기

1. Jomaas, G., Law, C. K. and Bechtold, J. K., 2007, "On Transition to Cellularity in Expanding Spherical Flames," J. Fluid Mech., Vol. 583, pp. 1-26. 

   상세보기

   인용구절

   인용 구절

   하지만 예혼합화염의 경우 자체적인 내재적 불안정성 (Intrinsic instability)을 지니며, 이는 셀 화염 (Cellular flame)의 형태로 발현된다.⁽¹⁾

   이러한 불안정성은 루이스 수(Lewis number)로 나타낼 수 있으며, 그 값이 1보다 작을 때 불안정성의 영향으로 셀 구조가 생성된다.^(1,5)

2. Williams, F. A., CA: 1985, Combustion Theory, 2nd edition, Addison-Wesley, Redwood. 

   인용구절

   인용 구절

   예혼합 연소에서 발생하는 연소불안정성은 크게 세 가지로 대별될 수 있는데, 수력학적 불안정성(Hydrodynamic instability), 부력에 의한 불안정성(Body-force instability), 확산-열 불안정성 (Diffusive-thermal instability) 등이 그것들이다.⁽²⁾

3. Bechtold, J. K. and Matalon, M., 1987, " Hydrodynamic and Diffusion Effects on the Stability of Spherically Expanding Flames, "Combustion and Flame, Vol. 67, Issue 1, pp. 77-90. 

   상세보기

   인용구절

   인용 구절

   모든 예혼합화염은 열팽창을 동반한다는 점에서 수력학적 효과는 화염 불안정성에 가장 큰 영향을 미치는 인자이다.⁽³⁾

4. Huzayyin, A. S., Moneib, H. A., Shehatta, M. S. and Attia, A. M. A., 2008, "Laminar Burning Velocity and Explosion Index of LPG-Air and Propane-Air Mixtures", Fuel, Vol. 87, Issue 1, pp. 39-57. 

   상세보기

   인용구절

   인용 구절

   또, 부력에 의한 불안정성의 경우, 연소기 상·하부의 기체 밀도 차이에 의해 나타나며, 화염전파속도가 부력에 의한 효과에 비해 상대적으로 클 경우 그 영향을 무시할 수 있다.⁽⁴⁾

   이는 연료과농 조건에서 화학반응의 강도가 저하됨에 따라 화염의 전파속도가 줄어들고, 부력에 의해 야기되는 기연부의 상하 온도차로 인해 챔버 상단의 화염전파속도가 하단의 그것보다 빠르기 때문에 발생하는 비대칭적 현상이다.⁽⁴⁾

5. Vu, T. M., Song, W. S., Park, J., Kwon, O. B., Bae, D. S., Yun, J. H. and Keel, S. I., 2011, "Effects of Hydrocarbon Addition on Cellular Instabilities in Expanding Syngas-Air Spherical Premixed Flames," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 35, No. 2, pp.179-188. 

   원문보기 상세보기 타임라인에서 보기

   인용구절

   인용 구절

   이러한 불안정성은 루이스 수(Lewis number)로 나타낼 수 있으며, 그 값이 1보다 작을 때 불안정성의 영향으로 셀 구조가 생성된다.^(1,5)

6. Ellis, O. C. and De, C., 1928, "Flame Movement in Gaseous Explosive Mixtures (Part 7)," Fuel in Science and Practice 7, pp. 502-508. 

   인용구절

   인용 구절

   밀폐된 연소기 내의 예혼합화염 전파에 대한 내재적 불안정성에 대한 연구는 19세기 후반부터 진행되어 왔으며, 수력학적 불안정성과 확산-열 불안정성의 영향으로 인해 관내 예혼합화염이 튤립 모양으로 천이하는 것이 Ellis와 De⁽⁶⁾에 의해 처음으로 소개되었다.

7. Guenoche, H., 1964, Nonsteady Flame Propagation, Markstein, G. H. Ed., Pergamon, New York, pp. 107-176. 

   인용구절

   인용 구절

   Guénoche⁽⁷⁾는 밀폐된 챔버의 경우 종횡비(Aspect ration)가 2 이상일 때 튤립화염이 생성되고, 종횡비가 20 이상이면 반구 화염과 튤립화염이 반복적으로 나타난다고 주장하였다.

   이러한 셀 구조는 예혼합화염이 가지는 내재적 불안정성에 기인하는 것으로 난류로의 가속화를 유발하여 전파속도를 급격히 증가시키는 원인으로 알려져 있다.^(7,8)

8. Dunn-Rankin, D. and Sawyer, R. F., 1998, "Tulip Flames: Change in Shape of Premixed Flames Propagating in Closed Tubes," Exp. Fluids, Vol. 24, Issue 2, pp. 130-140. 

   상세보기

   인용구절

   인용 구절

   그 후 챔버 길이, 당량비, 점화방법 차이에 따른 예혼합화염의 전파과정 변이가 Dunn-Rankin과 Sawyer⁽⁸⁾에 의해 관찰되었고, Clanet와 Searby⁽⁹⁾는 관내 예혼합화염이 네 종류의 형태를 가지며 변화한다고 언급하였으며, 그 가운데 튤립화염에 대한 연구를 실험과 해석적 기법을 병행하여 수행하였다.

   관내 예혼합화염의 전파형상 변화는 압력선도의 분석을 통해 유추 가능한 것으로 알려져 있다.^(8,15)

   이러한 셀 구조는 예혼합화염이 가지는 내재적 불안정성에 기인하는 것으로 난류로의 가속화를 유발하여 전파속도를 급격히 증가시키는 원인으로 알려져 있다.^(7,8)

9. Clanet, C. and Searby, G., 1996, "On the "Tulip Flame" Phenomenon," Combustion and Flame, Vol. 105, Issues 1-2, pp. 225-238. 

   상세보기

   인용구절

   인용 구절

   그 후 챔버 길이, 당량비, 점화방법 차이에 따른 예혼합화염의 전파과정 변이가 Dunn-Rankin과 Sawyer⁽⁸⁾에 의해 관찰되었고, Clanet와 Searby⁽⁹⁾는 관내 예혼합화염이 네 종류의 형태를 가지며 변화한다고 언급하였으며, 그 가운데 튤립화염에 대한 연구를 실험과 해석적 기법을 병행하여 수행하였다.

   Clanet과 Searby⁽⁹⁾는 관내 예혼합화염의 전파를 크게 네(4) 단계로 정의하였는데, 그 첫 번째는 점화 후 생성된 반구화염이 벽면에 접할 때까지이고, 두 번째는 반구형태의 화염이 벽면의 영향을 받으며 진행하는 단계이며, 세 번째는 평면화염을 거쳐 튤립화염으로 천이하는 과정이고, 그리고 완전한 형태의 튤립화염만을 포함하는 단계가 네 번째이다.

   이는 연소속도가 증가하면 평면/튤립화염으로의 천이거리가 발화지점에 서부터 멀어진다는 선행연구^(9,15) 결과와 일치하는 것이기도 하다.

10. Bychkov, V. V. and Liberman, M. A., 2000, "Dynamics and Stability of Premixed Flames," Physics Reports, Vol. 325, Issues 4-5, pp. 115-238. 

    상세보기

    인용구절

    인용 구절

    또, Bychkov 등⁽¹⁰⁾은 원형의 긴 연소챔버에서 반구화염의 가속과 튤립 화염으로의 천이과정을 수치모사를 통해 고찰하였다.

11. Park, J. S., Fujita, O., Honko, T., Yamada, Y., Ito, H. and Nakamura, Y., 2010, "Phenomena in Oscillating Downward Propagating Flames Induced by External Laser Irradiation," Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 34, Issue 8, pp. 1290-1294. 

    상세보기

    인용구절

    인용 구절

    그 중, Park 등⁽¹¹⁾은 관내 예혼합화염에 화염 전파 방향으로 레이저를 조사하여 그 거동변화를 관찰하였으며, Gonzalez⁽¹²⁾는 화염 진행의 반대방향에서 음파를 가하는 연구를 해석적 기법으로 수행하였다.

12. Gonzalez, M., 1996, "Acoustic Instability of a Premixed Flame Propagating in a Tube," Combustion and Flame, Vol. 107, No. 3, pp. 245-259. 

    상세보기

    인용구절

    인용 구절

    그 중, Park 등⁽¹¹⁾은 관내 예혼합화염에 화염 전파 방향으로 레이저를 조사하여 그 거동변화를 관찰하였으며, Gonzalez⁽¹²⁾는 화염 진행의 반대방향에서 음파를 가하는 연구를 해석적 기법으로 수행하였다.

13. Seo, H. S., Lee, S. S. and Kim, J. S., 2011, "Structural Variation of Methane/Air Premixed Flame Caused by the Intervention of Ultrasonic Standing-wave," J. the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 15, No. 6, pp. 1-6. 

    인용구절

    인용 구절

    본 연구팀은 각종 연소기기에서 발생하는 연소 불안정성을 정상초음파(Ultrasonic Standing Wave, USW)에 의한 촉진 및 억제와 같은 능동제어의 가능성 확인을 목표로, 메탄/공기 및 프로판/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 정상초음파의 교반효과에 대한 연구를 수행한 바 있다.^(13~17)

14. Seo, H. S., Lee, S. S. and Kim, J. S., 2012, "Agitation Effect of an Ultrasonic Standing Wave on the Dynamic Behavior of Methane/Air Premixed Flame," J. the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 16, No. 3, pp. 16-23. 

    인용구절

    인용 구절

    본 연구팀은 각종 연소기기에서 발생하는 연소 불안정성을 정상초음파(Ultrasonic Standing Wave, USW)에 의한 촉진 및 억제와 같은 능동제어의 가능성 확인을 목표로, 메탄/공기 및 프로판/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 정상초음파의 교반효과에 대한 연구를 수행한 바 있다.^(13~17)

    5(b)), 반구 화염의 선단이 찌그러지고 평면화염의 생성물영역까지 횡방향의 줄무늬가 나타나는 것을 확인할 수 있는데, 선단이 찌그러지는 위치나 기연부 줄무늬의 패턴은 정상초음파의 주파수와 음압에 종속하는 것으로 알려져 있다.⁽¹⁴⁾

15. Lee, S. S., Seo, H. S. and Kim, J. S., 2012, "Interacting Effects of an Ultrasonic Standing-wave on the Propagation Behavior and Structural Stabilization of Propane/Air Premixed Flame," J. the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 16, No. 6, pp. 1-8. 

    인용구절

    인용 구절

    본 연구팀은 각종 연소기기에서 발생하는 연소 불안정성을 정상초음파(Ultrasonic Standing Wave, USW)에 의한 촉진 및 억제와 같은 능동제어의 가능성 확인을 목표로, 메탄/공기 및 프로판/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 정상초음파의 교반효과에 대한 연구를 수행한 바 있다.^(13~17)

    정상초음파의 간섭에 의한 예혼합화염의 거동 변이 관찰은 전파속도가 느린 조건에서보다 용이하다는 기존연구⁽¹⁵⁾를 토대로, 당량비 1.4에서의 초음파 주파수변이에 따른 화염의 발달 이미지를 Fig.

    관내 예혼합화염의 전파형상 변화는 압력선도의 분석을 통해 유추 가능한 것으로 알려져 있다.^(8,15)

    이는 연소속도가 증가하면 평면/튤립화염으로의 천이거리가 발화지점에 서부터 멀어진다는 선행연구^(9,15) 결과와 일치하는 것이기도 하다.

16. Seo, H. S., Lee, S. S. and Kim, J. S., 2013, "Effects of the Equivalence Ratio on Propagation Characteristics of CH4-Air Premixed Flame Intervened by an Ultrasonic Standing Wave," J. the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 17, No. 2, pp. 16-23. 

    인용구절

    인용 구절

    본 연구팀은 각종 연소기기에서 발생하는 연소 불안정성을 정상초음파(Ultrasonic Standing Wave, USW)에 의한 촉진 및 억제와 같은 능동제어의 가능성 확인을 목표로, 메탄/공기 및 프로판/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 정상초음파의 교반효과에 대한 연구를 수행한 바 있다.^(13~17)

    뿐만 아니라, 정상초음파에 의한 활발한 혼합과 추가적인 반응에너지(정상초음파 자체 에너지)의 공급 역시 화염전파속도 및 압력 증가의 원인이 된다고 할 수 있다.⁽¹⁶⁾

17. Kim, J. S., Seo, H. S. and Lee, S. S., 2012, "An Evolution of the Premixed Flame Precipitated by Ultrasonic Standing Wave," AIAA 2012-4032. 

    인용구절

    인용 구절

    본 연구팀은 각종 연소기기에서 발생하는 연소 불안정성을 정상초음파(Ultrasonic Standing Wave, USW)에 의한 촉진 및 억제와 같은 능동제어의 가능성 확인을 목표로, 메탄/공기 및 프로판/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 정상초음파의 교반효과에 대한 연구를 수행한 바 있다.^(13~17)

저자의 다른 논문 :

이상신 (5) 김정수 (67)