• Title/Summary/Keyword: Combustion flames

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초음속 유동장 내의 확산 화염에 관한 수치 연구 (A Numerical Study of Diffusion Flames in Supersonic Flow)

  • 김지호;윤영빈;정인석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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    • pp.17-17
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    • 1997
  • 극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

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그렌펠 타워 화재를 고려한 주거시설 화재안전에 관한 연구 (A Study on the Fire Safety of Residential Facility Considering Grenpel Tower Fire)

  • 이규민;권영진
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2017년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.69-70
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    • 2017
  • Recently, The Building has became high rising and large scaling according to development of economy in domestic and other country, also the building has increased a variety of functions of insulation for warmth. and it has a symbol of economic growth, but it has risk factor for disasters such as fire. this hazards include not only general building but also residential building. Recently, Grenfell Fire that occurred in England has increased in combustion to the 24th floor of the 1st floor for 1 hour. it resulted in 80 deaths and 79 missing persons. In this study we suggest basic data of residential building for fire safety design related to domestic environment to analyze the problem of Grenfell Tower.

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Large Eddy Simulation of Turbulent Premixed Flame in Turbulent Channel Flow

  • Ko Sang-Cheol;Park Nam-Seob
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제20권8호
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    • pp.1240-1247
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    • 2006
  • Large eddy simulation of turbulent premixed flame in turbulent channel flow is studied by using G-equation. A flamelet model for the premixed flame is combined with a dynamic subgrid combustion model for the filtered propagation flame speed. The objective of this work is to investigate the validity of the dynamic subgrid G-equation model to a complex turbulent premixed flame. The effect of model parameters of the dynamic sub grid G-equation on the turbulent flame speed is investigated. In order to consider quenching of laminar flames on the wall, wall-quenching damping function is employed in this calculation. In the present study, a constant density turbulent channel flow is used. The calculation results are evaluated by comparing with the DNS results of Bruneaux et al.

희박한 당량비 구간에서 이중 선회버너의 배출특성 연구 (Emission studies of a dual swirl burner in the region of lean equivalence ratios)

  • 박태준;이기만
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.111-112
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    • 2013
  • An experimental study of a dual swirl burner was conducted to analyze NOx emission in the lean conditions. The dual swirl burner is composed of a combination of swirling jet premixed(main section) and diffusion flames(pilot section). It was operated with a co-swirling configuration and overall equivalence ratios between 0.6 and 0.8. The purpose of this study is to analyze experimentally the characterization of flame temperature and NOx concentration in reacting zone and to supply the useful experimental data for numerical simulations. The measurements of temperature and NOx concentration were captured using a thin digitally-compensated thermocouple and a sampling quartz probe with quenching effect of sudden expansion, and were measured by the NOx analyzer of chemiluminescence method. We could analyse the NOx emission characteristics comparing the temperature distributions in the lean equivalence ratios.

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Reduction of Nitrogen Oxides from Fuel Nitrogen in New Fuelling System

  • 전영남;채재우
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제17권10호
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    • pp.885-892
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    • 1996
  • The effects of NOx reduction by advanced fuel staging in a small scale combustor (6.6 kWT) have been investigated using propane gas flames laden with ammonia as fuel-nitrogen. The variables which had the greatest influence on NOx reduction were temperature, reducing stoichiometry (relate to main combustion zone stoichiometry, air fraction and reburning fuel fraction) and residence time of reducing zone. NOx reduction was best at the reburning zone temperature of above 1,000 ℃ and reburning zone stoichiometry was 0.85. In terms of residence time of the reburning zone, NOx reduction was effective when burnout air was injected at the point where the reburning zone had been already established. In the advanced fuel staging NOx reduction was relatively large at the burning of higher Fuel-N concentration in the fuel. Under optimum reburning conditions, fuel nitrogen content had a relatively minor impact on reburning efficiency.

흡음재의 연소 생성물이 인체에 미치는 영향에 대한 실험적 연구 및 법률 개정 제언 (Experimental Study on the Effects of Combustion Products on the Human Body and Suggestion of Law Revision)

  • 강정기;최돈묵
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권4호
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    • pp.28-34
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    • 2019
  • 점화원이 무엇이든 화염의 확산과 인체에 영향을 미치는 직접적인 요소는 가연물이다. 음악학원, 노래방 등에서 사용하고 있는 마감재인 흡음재는 폴리우레탄으로 구성되며 연소 시 다량의 유독가스를 발생한다는 것은 알려진 사실이다. 그럼에도 현행법은 학원의 경우 수용인원 100명 미만의 경우 난연 마감재를 사용해야 한다는 강행규정이 없다. 본 연구에서는 실제 음악학원에 설치된 흡음재를 수거하여 실화재 연소실험을 통해 화염확산 속도를 측정하였으며, MultiRaelite 복합가스 측정기(타겟물질 VOC, HCHO, SO2, CO2, CO, HCN, NO2)를 이용하여 유독가스를 측정한 결과 Time weighted average (TWA)와 Short term exposure limit (STEL)의 허용농도를 초과하여 기기한계값이 측정되었다. 또한 시중에 판매중인 난연 흡음재와 비난연 흡음재를 비교 연소 실험한 결과, 착화 및 확산에 있어 현격한 차이를 보였다. 따라서 실험결과를 바탕으로 수용인원 100명 미만의 학원에도 난연 마감재 사용을 강제할 필요가 있음을 제언하고자 한다.

슬롯버너에서 농도차이에 따른 예혼합화염과 삼지화염의 거동 (Behaviors of Premixed Flames and Triple Flames with its Concentration Difference in a Slot Burner)

  • 김태권;장준영;박정;전성화
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.85-90
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    • 2004
  • We have presented characteristics of a transitional behavior from a premixed flame to a triple flame in a lifted flame according to the change of equivalence ratio. The experimental apparatus consisted of a slot burner and a contraction nozzle for a lifted flame. As concentration difference of the both side of slot burner increases, the shape of flame changed from a premixed flame to a triple flame, and the liftoff height is decreased to the minimum value and then increase again. Around this minimum point, it is confirmed a transition regime from premixed flame to triple flame. Consequently, the experimental results of the liftoff height, flame curvature and luminescence intensity showed that the stabilized laminar lifted flame regime is categorized by regimes of premixed flame, triple flame and critical flame. In the visualization experiment of smoke wire, the flow divergence and redirection reappeared in premixed flame as well as triple flame. Thus we cannot express the flame front of lifted flame has a behavior of triple flame with only flow divergence and redirection. To differentiate triple flame and premixed flame, ${\Phi}$ value of partially premixed fraction is employed. The partially premixed fraction ${\Phi}$ was constant in premixed flame. In critical flame small gradient appears over the whole regime. In triple flame, typical diffusion flame shape is obtained as parabolic distribution type due to diffusion flame trailing.

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다수 부분 예혼합 화염의 화염날림 유속 확대 (Nozzle configurations for partially premixed interacting jet flame to enhance blowout limits)

  • 이병준;김진현
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.79-84
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    • 2004
  • For the non-premixed interacting jet flames, it has been reported that if eight small nozzles are arranged along the circle of 40 $^{\sim}$ 72 times the diameter of single jet, the flames are not extinguished over 2oom/s. In this research, experiments were extended to the partially premixed cases to reduce both flame temperature and NOx emission. Nine nozzles were used- eight was evenly located along the perimeter of the imaginary circle and one at the geometric centre. The space between nozzles, S, the equivalence ratio, ${\Phi}$, the exit velocity and the role of the jet from the centre nozzle were considered. Normally, flame was lifted and flame base was located inside the imaginary circle made by the nozzle. As nozzles went away from each other, blowout velocity increased and then decreased. The maximum blowout velocity diminished with the addition of air to the fuel stream. When the fuel and/or oxidizer were not fed through the centre nozzle, the maximum blowout velocity obtained by varying Sand ${\Phi}$ was around 160m/s. Optimum nozzle separation distance at which peak blowout velocity obtained also decreased with ${\Phi}$ decrease. Flame base became leaner as approaching to the blowout. It seemed that lots of air was supplied to the flame stabilizing region by the entrainment and partially premixing. To approve this idea and to enhance the blowout velocity, fuel was supplied to the centre region. With the small amount of fuel through the centre nozzle, partially premixed flame could be sustained till sonic velocities. It seemed that the stabilizing mechanism in partially premixed interacting flame was different from that of non-premixed case because one was stabilized by the fuel supply through the centre nozzle but the other destabilized.

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고체연료로켓에서 에지화염의 맥동 불안정성 (Oscillatory Instabilities of Edge Flames in Solid Rocket Combustion)

  • 김강태;박준성;박정;김정수;길상인;조한창
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.275-278
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    • 2006
  • [ $CH_4-He/Air$ ] 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.

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필로티 구조의 공동주택 화재 위험성 연구 - 의정부 대봉그린 도시형아파트 화재 사례를 중심으로 - (A Study on Fire Risk of Apartment House with Pilotis Structure - Focused on the Fire case of Uijeongbu-si Urban Livig Homes -)

  • 최승복;최돈묵
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제30권3호
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    • pp.48-54
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    • 2016
  • 대부분 필로티 구조 건물은 필로티를 통해야만 출입이 가능한 구조이고 주차장으로 사용할 경우 차량이 연쇄적으로 소훼되면서 짧은 시간에 필로티 전체로 확산된다. 연소 하중이 높은 차량과 천장 단열재에서 생성된 뜨거운 열기와 유독가스는 출입문을 파손시키고 건물내부로 유입되어 계단과 승강기 그리고 전선이 지나가는 피트(EPS)와 같은 경로를 통해 건물 상층으로 확대된다. 필로티에서 화재가 발생할 위험성은 다양하다. 만약 이곳에서 화재가 발생할 경우 입주민들은 건물에 갇혀 생존에 위협을 받을 수밖에 없다. 본 연구는 필로티에서 화재가 발생하여 5명이 사망하고 139명의 다친 의정부 아파트 화재 사례를 살펴보고 필로티 구조의 건물의 화재 취약성을 분석하였다.