자유제트 층류부상화염에 있어서 화염 자기진동 특성에 관한 연구

Abstract

질소로 희석된 프로판 (또는 부탄) 층류 부상 화염에서 발생할 수 있는 화염 자기진동 메커니즘을 기초로 화염 안정화 선도를 도출하기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 화염 자기진동은 층류 자유제트 부상 화염에서 5가지 영역으로 구분되었다: 화염 안정화 영역 (I), 열손실에 의한 자기진동 (II), 열손실에 의한 자기진동과 부력에 의한 자기진동 (고)이 혼재된 영역 (III),열손실에 의한 자기진동과 부력에 의한 자기진동 (저)이 혼재된 영역 (IV), 그리고 열손실에 의한 자기진동, 부력에 의한 자기진동 (고) 및 부력에 의한 자기진동 (저)이 모두 혼재된 영역(V). 그리고 예혼합가지에서 확산화염으로의 전도 열손실 이외에 매연복사에 의한 자기진동도 관찰되었다. 전도 열손실에 의한 자기진동은 0.1Hz미만으로 나타났고 매연복사에 의한 자기진동은 0.1 ∼ 0.2Hz로 도출되었다. 특히 열손실에 의한 자기진동 메커니즘은 항온항습실에서 추가적인 실험을 통해 규명하였으며 각각의 자기진동의 특성을 규명하기 위해 화염의 시간에 따른 부상높이 변화에 대한 FFT분석을 수행하였고 각 영역에 관련된 무차원 변수와 스트라훌 수의 조합으로 특성화 작업을 수행하였다.