초록 ▼

국내 에너지 수요의 대부분을 소비하고 있는 발전소, 산업체 및 가정용 연소기들에서는 미분탄 또는 오일 을 분사시켜 연소시키는 분사연소 시스템이 주종을 이루고있다. 이러한 분사연소 시스템의 연소효율 및 열전달 효율 증대는 에너지 절약이라는 측면에서 매우 중요하다. 이러한 목적을 달성하기 위하여는 분사연소 시스템의 연소 및 화염특성을 정확히 이해하여야 하며, 한편 이 분사 연소시스템의 작동시 발생하는 생성물들은 대기오염 이라는 환경적 문제 뿐만아니라 열기기의 성능저하 및 수명단축이라는 문제점을 갖고 있다. 이와같이 분무연소시스템과 관련

국내 에너지 수요의 대부분을 소비하고 있는 발전소, 산업체 및 가정용 연소기들에서는 미분탄 또는 오일 을 분사시켜 연소시키는 분사연소 시스템이 주종을 이루고있다. 이러한 분사연소 시스템의 연소효율 및 열전달 효율 증대는 에너지 절약이라는 측면에서 매우 중요하다. 이러한 목적을 달성하기 위하여는 분사연소 시스템의 연소 및 화염특성을 정확히 이해하여야 하며, 한편 이 분사 연소시스템의 작동시 발생하는 생성물들은 대기오염 이라는 환경적 문제 뿐만아니라 열기기의 성능저하 및 수명단축이라는 문제점을 갖고 있다. 이와같이 분무연소시스템과 관련한 각종 문제점은 게재된 각종 현상에 대한 정확한 이해 없이는 해결될 수 없는 것들이다. 본 연구에서는 우선 이런 복잡한 현상이 얽혀있는 계를 이해하고, 나아가서 응용연구로의 기초를 마련하기 위하여 다음과 같은 기초연구 분야를 분류, 연구 하였다.
1)분사연소 시스템의 기초가 되는 액체분무의 입자분포상태 및 관련된 2 상유동 열전달 현상에 관한 연구
2) 분사연소 시스템에 의하여 형성된 난류화염으로부터의 복사(radiation)에 대한 열전달 현상에 관한 연구
3) 분사연소시 생성되는 물질의 성분분석, 농도 측정 및 이러한 생성물질의 물리적 상태에 따른 전달 및 부착 미캐니즘
제일 세부과제에서는 분무특성을 노즐의 형태, 주위 기체의 조건, 액체의 열역학적 조건을 변화시켜, 실험과 이론적 검토를 통하여 분석, 정리 되었다. 그리고 실제 연소기의대부분의 유동은 주로 난류이며 그 연소기구 자체는 난류확산 화염으로 분류 될 수 있다. 제 이 세부과제는 기상 난류확산 화명의 시간 평균속도, 농도 및 온도를 예측하기 위한 방법을 정리함과 동시에 각종 모델에 대한 검토를 실시 하였다. 특히 매연농도의 계측 및 이의 생성모델 제시, 열방사로 말미암은 열전달 해석등을 연구의 특징으로 들 수 있다. 나아가서 다공성 세라믹 내에서의 화염의 열방사 열전달 기구를 실험과 계산을 병행하여 연구하였다. 그리고 제 삼 세부과제에서는 분사 연소계 설계 및 운영에 있어서 대두되는 연소생성물인 증기 및 고형입자 부착에 관한 연구이다. 증기상 및 고형입자들의 부착 미캐니즘을 규명하기 위하여, 시간 분해능이 높은 광학적 계측방법을 이용하여 부착과정을 정량화 하였다. 나아가서 물질전달 및 부착 모델에 의한 이론적 검토를 병행하여 부착 미캐니즘에 대한 이해를 높혔다.
따라서 이들 연구는 실제 연소기 설계에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼

The combustion of liquid fuels provides s significant fraction of the current total energy supply in our country end the spray combustion systems using pulvsrized coals and oils play the major role for the combustor in the industries and electrical power plants The increase of thermal and heat trans

The combustion of liquid fuels provides s significant fraction of the current total energy supply in our country end the spray combustion systems using pulvsrized coals and oils play the major role for the combustor in the industries and electrical power plants The increase of thermal and heat transfer efficiencies of this system is very important for the energy savings which are the big issues in these days. Also the reduction of the pollutant from the combustion process is very important for the solving the sir pollution problem and for the fouling and corrosion of heat exchangers. These problems in s spray combustion system could not solved without information and fundamental researches on phenomena involving this thermal and fluid system.
In this viewpoint, in order to achieve these goals, next subjects should be investigated.
1) A study on the drop size distribution and two phase flow heat transfer phenomenon of liquid spray
2) A study of the radiation heat transfer from the turbulent flames formed io the spray combustion system
3) A study of the formation both of gaseous and particulate pollutants in the combustion process and their transportation and deposition mechanisms
In the Ist subject all data on the liquid spray characteristics are derived in terms of shape on the type of nozzle hydrodynamic and thermodynamic condition of surrounding fluid through the experimental work and theoretical analysis the interaction of multijet-spray was particularly investigated to apply a practical system
In the 2nd subject, homogeneous turbulent diffusion flame are mainly considered since this type combustion takes place in the most of practical combustor Predictions of time averaged velocity temperature and spocies concentration are carried out using several modellings which are suggested to close the turbulent loverning equations Radiation heat transfer calculation using the Monte Carlo method are proposed and the formation of soot in hydrocarbon fuel combustion are tested by several ways.
In the 3rd subject this research has been originated to understand the mechanism of the particle deposition on the wall under condition in nonequilibrium. A sophisticated measurement using laser source are used to measure the amount of particle deposition. Furthermore theoretical analysis are also performed to explain the experimental result.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...27
• 제 2 장 연 구 방 법...32
• 제 3 장 결과 및 고찰...55
• 제 4 장 결 론...80
• 참고문헌(REFERENCES)...86