고체연료로켓에서 에지화염의 맥동 불안정성

Oscillatory Instabilities of Edge Flames in Solid Rocket Combustion

  • 김강태 (순천대학교 기계우주항공공학부) ;
  • 박준성 (순천대학교 기계우주항공공학부) ;
  • 박정 (순천대학교 기계우주항공공학부) ;
  • 김정수 (순천대학교 기계우주항공공학부) ;
  • 길상인 (한국기계연구원 청정환경기계연구센터) ;
  • 조한창 (포항산업과학연구원 에너지연구실)
  • 발행 : 2006.05.01

초록

[ $CH_4-He/Air$ ] 대향류 확산화염의 저 화염 신장율에서 진동 불안정성에 관하여 실험적으로 연구하였다. 저 화염 신장율에서 진동 불안정은 Le가 1보다 클 때 소화한계 부근에서 발행하고 측면방향 열손실이 중요한 역할을 한다. 화염이 진동할 때 화염의 형태는 전진하거나 후퇴하는 edge flame이고 진동의 동적거동은 성장, 조화 그리고 감쇠 진동 모드 세 가지로 나타났다. 전체 화염 신장율이 감소하면 진동의 진폭은 커지게 되는데 이는 화염의 크기가 감소하게 되어 측면 열손실이 증가하였기 때문이다. 저 화염 신장율에서 edge flame의 진동 불안정성은 Le 뿐만 아니라 복사와 측면 열손실도 밀접한 관계가 있다.

Systematic experiments in $CH_4/Air$ counterflow diffusion flames diluted with He have been undertaken to study the oscillatory instability in which lateral heat loss could be remarkable at low global strain rate. The oscillatory instability arises for Lewis numbers greater than unity and occurs near extinction condition. The dynamic behaviors of extinction in this configuration can be classified into three modes; growing, harmonic and decaying oscillation mode near extinction. As the global strain rate decreases, the amplitude of the oscillation becomes larger. This is caused by the increase of lateral heat loss which ran be confirmed by the reduction of lateral flame size. Oscillatory edge flame instabilities at low global strain rate are shown to be closely associated with not only Lewis number but also heat loss (radiation and lateral heat loss).

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