Effect of Damkohler Number on Vortex-Heat Release Interaction in a Dump Combustor

덤프 연소기내의 와류-열방출의 관계에 대한 Damkohler 수의 영향

Oscillating heat release associated with periodic vortex-flame interaction was investigated experimentally. Turbulent jet flames were stabilized with recirculating hot products in a dump combustor, and large-scale periodic vortices were imposed into the jet flame by acoustic forcing. Forcing frequencies and operating parameters were adjusted to simulate unstable combustor operation in practical combustors. The objectives were to characterize vortex-heat release interaction that leads to unwanted heat release fluctuations and to identify the proper fuel injection pattern that could be used for actively suppressing such fluctuations. Phase-resolved CH* chemiluminescence and schlieren images were used as diagnostic tools. The results were compared at corresponding phases of vortex shedding cycle.

주기적인 와류화염과 열방출 진동의 연관성에 대한 실험적인 연구가 수행되었다. 난류제트화염은 덤프 연소기에서 재순환 되는 뜨거운 생성물에 의해서 안정화되며, 큰 스케일의 주기적 와류가 음파에 의해서 제트화염에 부가되었다. 실제적인 연소기에서의 불안정 현상을 모사하기 위해 가진주파수와 실험변수들을 조절하였다. 본 연구의 목적은 원치 않는 열방출의 진동을 유도시키는 와류-열방출의 연관성을 분석하여, 연소불안정의 능동제어를 위해 사용될 수 있는 알맞은 연료분사 패턴을 조사하는 것이다. 주기적인 패턴을 측정할 수 있는 슐리렌 기법과 CH* chemiluminescence 기법이 사용되었으며, 실험결과는 와류 생성 사이클의 위상에 따라서 서로 비교되었다.