초록 ▼

두개의 사각노즐로 부터 분출되어 형성하는 기체확산화염 간의 상호작용을 규명하기 위하여 본 연구에서는 이론적인 모델을 통한 이론적 연구와 이를 검증하기 위한 실험적인 연구을 수행하였다. 화염은 층류확산화염과 난류확산염으로 구분하였으며 노즐간 간격, 노즐 출구의 레이놀즈수 및 노즐단면의 종횡비를 중요 변수로 하여 수치계산을 수행하였으며, 온도측정, LDV에 의한 난류화염장의 속도 측정 및 직접사진촬영 등의 검증을 위한 실험적 연구를 수행한 결과 이론 및 실험은 잘 일치함을 보여주었다.
결과로서 화염간이 상호작용 즉 운동량 전달,

두개의 사각노즐로 부터 분출되어 형성하는 기체확산화염 간의 상호작용을 규명하기 위하여 본 연구에서는 이론적인 모델을 통한 이론적 연구와 이를 검증하기 위한 실험적인 연구을 수행하였다. 화염은 층류확산화염과 난류확산염으로 구분하였으며 노즐간 간격, 노즐 출구의 레이놀즈수 및 노즐단면의 종횡비를 중요 변수로 하여 수치계산을 수행하였으며, 온도측정, LDV에 의한 난류화염장의 속도 측정 및 직접사진촬영 등의 검증을 위한 실험적 연구를 수행한 결과 이론 및 실험은 잘 일치함을 보여주었다.
결과로서 화염간이 상호작용 즉 운동량 전달, 열전달 및 질량전달의 상호작용은 노즐간 간격이 작을수록 증가하며 상호작용의 시작위치는 노즐 가까이 위치한다. 또한 노즐간격이 작을수록, 레이놀즈수와 노즐단면의 종횡비가 클수록 화염의 길이는 길어진다. 레이놀즈수가 증가하면 운동량전달 상호작용은 감소하고 열전달 및 질량전달의 상호작용은 증가하며 노즐단면의 종횡비가 증가할수록 상호작용은 증가하나 이들의 영향은 크지 않다.

Abstract ▼

In order to predict the interactions between the two diffusion flames issuing from the two parallel rectangular nozzles, theoretical and experimental investigations have been carried out through analytical models and few measuring technique in the present study. The diffusion flames are mainly divid

In order to predict the interactions between the two diffusion flames issuing from the two parallel rectangular nozzles, theoretical and experimental investigations have been carried out through analytical models and few measuring technique in the present study. The diffusion flames are mainly divided into laminar and turbulent flames, and the distance between nozzles, Reynolds number and aspect ratio of nozzle are chosen as the important parameters for the parametric study. In experimental study to check validation of theoretical models, measurements of temperature and velocities and direct flame photography were performed, and the results of theoretical investigation are well agreed with the results of experimental investigation.
As the nozzle distance decreases, the interactions including interaction of momentum, heat and mass transfer increase, and the axial location to start interaction becomes closer to the nozzle exit. It is also found that the flame length becomes larger with smaller nozzle distance, larger Reynolds number and larger aspect ratio. The effects of Reynolds number and aspect ratio on the interactions of flames are small compared with the effect of nozzle distance even the interactions of heat and mass transfer increase as those two parameters increase.

목차 Contents

• 기호설명...7
• 제 I 장 서론...11
• I.1 연구의 배경...11
• I.2 관련 문헌 연구...18
• I.3 연구의 목적, 방법과 내용...28
• 제 II 장 이론해석...31
• II.1 확산화염 모델...31
• II.2 층류 확산화염 모델...34
• II.3 난류 확산화염 모델...37
• II.3.1 평균 방정식...37
• II.3.2 난류 모델...39
• II.3.3 연소모델...43
• II.3.4 성분요동 및 확률 밀도 함수...48
• II.4 해석 모델...50
• II.4.1 지배 방정식...50
• II.4.2 경계조건...54
• 제 III 장 수치해석 및 계산방법...56
• III.1 유한 차분 방정식...56
• III.2 계산 방법...66
• 제 IV 장 실험...69
• IV.1 실험장치...71
• IV.1.1 분사노출...71
• IV.1.2 인자부상장치...71
• IV.1.3 로터미터...73
• IV.1.4 이송장치...73
• IV.1.5 연소실...78
• IV.1.6 원료...78
• IV.2 측정방법...82
• IV.2.1 속도 측정장치 및 방법...82
• IV.2.2 온도측정 및 사진촬영 방법...87
• 제 V 장 결과 및 고찰...89
• V.1 층류 확산화염...89
• V.1.1 이론해석 결과...89
• V.1.2 실험결과 및 비교...130
• V.2 난류 확산화염...141
• V.2.1 이론해석 결과...141
• V.2.2 실험결과 및 비교...209
• 제 VI 장 결론...220
• 참고문헌...223