Experimental Study on Combustion Performances with Variations in Main Air-ratio and Dilution hole-pattern

주연소 영역 공기배분 및 희석공기공 배치에 따른 연소 성능 변화 연구

As a part of the development of aircraft gas turbines, combustion performance tests have been conducted in the single combustor sector. The effects of change in the amount of air supplied to the main combustion zone to the performance of the combustor, such as a pollutant emission, a liner temperature distribution and an exit temperature patterns, were studied. Emissions of CO and NOx increased with the main air-ratio and exit temperature pattern was improved. When changing the pattern of the dilution holes, it was shown that the temperature patterns on the exit plane of the combustor and the surface of liner changed depending on the main flame structure and mixing with diluent air. These observations will be applied to combustor liner designs to improve combustor durability and emissions reduction performance.

본 논문에서는 항공 가스 터빈용 연소기 개발을 위한 단일 연소기 섹터 시험 결과에 대한 논의하였다. 연소기로 공급되는 전체 공기 중 주 연소 영역으로 공급되는 공기비율을 변화 시키면서 배출물 농도, 라이너 표면 온도 분포 및 연소기 출구 온도 패턴 등의 연소 성능 변화를 연구하였다. 주 연소 공기량이 증가함에 따라 CO와 NOx 배출 농도가 증가하는 경향이 있었으며, 연소기 출구 패턴은 개선되는 것으로 나타났다. 희석 공기공을 회전시켜 배치하는 경우 연소기 출구 온도 패턴의 변화가 민감하게 변하는 것을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 연소기의 효율, 내구성 및 배출물 감소 성능을 고려한 연소기 라이너 설계 최적화 과정의 기초 자료로 활용할 예정이다.