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복합발전 가스터빈 연소기용 저선회 노즐의 연료 분사 위치에 따른 배기배출 및 연소진동 특성
Emissions and Combustion Dynamics with Fuel Injection Position for Low-swirl Nozzles of Gas Turbine Combustor 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.26 no.6, 2022년, pp.37 - 44  

황정재 (한국기계연구원 무탄소연료발전연구실 가스터빈팀) ,  이원준 (한국기계연구원 무탄소연료발전연구실 가스터빈팀) ,  김민국 (한국기계연구원 무탄소연료발전연구실 가스터빈팀) ,  김한석 (한국기계연구원 무탄소연료발전연구실 가스터빈팀)

초록
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본 연구에서는 SN(Swirl Number)는 같지만 코어부와 스월러부의 질량유량비(m)가 다른 저선회 노즐 2종을 설계하여 상압 연소성능 시험을 수행하였다. 각 노즐에 대해 단열화염온도에 따른 연소성능 실험을 수행하였고 화염구조 특성, NOx 배출 특성, 연소진동 모드를 파악하였다. 화염구조가 크게 차이가 있었지만 CO 배츨 특성은 유사하였고 NOx 배출 특성도 화염구조보다는 연소진동과 더 큰 관련성이 있음을 보였다. 연료노즐의 위치를 변경하여 대류지연시간을 조절하면서 연소진동 및 NOx 배출 특성을 파악하였는데 대류지연시간이 연소진동 주기의 (3+4n)/4±1/4 (n=0,1,2,...) 영역에 들어올 때 진소진동이 강하게 나타나고 반대의 경우는 연소진동이 아주 약하게 발생함을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, two low-swirl nozzles with the same SN (Swirl Number) but different mass ratio (m) of the core part and the swirler part were designed to perform an atmospheric pressure combustion test. For each nozzle, a combustion test was conducted according to the adiabatic flame temperature, and...

주제어

#gas turbine   #combustor   #low-swirl nozzle   #NOx emission   #combustion dynamics  

표/그림 (12)

참고문헌 (13)

  1. Portillo, J. E., and Laster, R., "Low NOx Combustor design for 𝜂 > 65% CC", UTSR Conference？November, (2015) 

  2. Cheng, R.K., "Velocity and Scalar Characteristics？of Premixed Turbulent Flames Stabilized By Weak？Swirl", Combust. Flame, 101, 1-14, (1995) 

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  3. Bray, K.N.C., Libby, P.A., Moss, J.B., "Unified？modeling approach for premixed turbulent combustion - part I: general formulation", Combust. Flame,？61, 87-102, (1985) 

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  5. Cheng, R. K., Littlejohn, D., "Laboratory Study of？Premixed H2/Air and H2/N2/Air Flames in a？Low-Swirl Injector for Ultralow Emissions Gas？Turbine", J. Eng. Gas Turb. Power, 130, 031503,？(2008) 

  6. Cheng, R. K., Shepherd, I. G., Bedat, B., Talbot, L.,？"Premixed turbulent flame structures in moderate？and intense isotropic turbulence", Combust. Sci.？Technol., 174, 29-59, (2002) 

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  7. Jeong, H., Han, M., Kang, K., Lee, Y., Lee, K., "An？experimental Study on the Effect of a Turbulence？Generating Plate in Low Swirl Combustor", J.？Mech. Sci. Technol., 31(12), 6077-6084, (2017) 

  8. Jeong, H. H., Lee, K. M.," Effect of Swirl Angles？and Combustion Characteristics of Low Swirl Model Combustor", J. Korean Soc. Propul. Eng., 20(4),？40-49, (2016) 

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  11. Kim. J., Lee, K. M., "Analysis of Turbulent Premixed Flames in V-shape Flames with Fractal？Turbulence Generators: Part. I Turbulent Flow？Characteristics in a Non-Reacting Field", J. Korean？Soc. Combust., 26(2), 53-69, (2021) 

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  12. Kang. Y., Lee, K. M., "The Study of Turbulent？Flame Characteristics by Plate Shape of Turbulence Generator", J. Korean Soc. Combust., 26(3),？20-34, (2021) 

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  13. Lieuwen, T. C., "Investigation of combustion instability mechanisms in premixed gas turbines",？Ph.D. Thesis, (1999) 

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