Under certain circumstance, premixed turbulent flame can be treated as wrinkled thin laminar flame and its motion in a hydrodynamic flow field has been investigated by employing G-equation. Past studies on G-equation successfully described certain aspects of laminar flame propagation such as effects of stretch on flame speed. In those studies, flames were regarded as a passive interface that does not influence the flow field. The experimental evidences, however, indicate that flow field can be significantly modified by the propagation of flames through the volume expansion of burned gas. In the present study, a new method to be used with G -equation is described to include the effect of volume expansion in the flame dynamics. The effect of volume expansion on the flow field is approximated by Biot-Savart law. The newly developed model is validated by comparison with existing analytical solutions of G -equation to predict flames propagating in hydrodynamic flow field without volume expansion. To further investigate the influence of volume expansion, present method was applied to initially wrinkled or planar flame propagating in an imposed velocity field and the average flame speed was evaluated from the ratio of flame surface area and projected area of unburned stream channel. It was observed that the initial wrinkling of flame cannot sustain itself without velocity disturbance and wrinkled structure decays into planar flame as the flame propagates. The rate of decay of the structure increased with volume expansion. The asymptotic change in the average burning speed occurs only with disturbed velocity field. Because volume expansion acts directly on the velocity field, the average burning speed is affected at all time when its effect is included. With relatively small temperature ratio of 3, the average flame speed increased 10%. The combined effect of volume expansion and flame stretch is also considered and the result implied that the effect of stretch is independent of volume release.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
/
v.11
no.1
/
pp.5-10
/
2008
A flame speed of methane mixture of water vapor and air have been measured to study the process of flame propagation using schlieren photographs. The quantity of water vapor contained were changed 5% and 10% of total mixture, and equivalence ratio of mixture between 0.8 and 1.2 were tested under the ambient temperature 323K and 373K. The results showed that the burning velocity was decreased by increasing the water vapor contents due to the interruption of flame development. And, the reduction rate of burning velocity was smaller by increasing the water contents under the same ambient temperature. The effects of ambient temperature on burning velocity was decreased by increasing the water vapor contents.
A premixed flame propagating in a tube suffers strong variation in its shape and structure depending on boundary conditions. The effects of thermal boundary conditions and flow fields on flame propagation are numerically investigated. Navier-Stokes equations and species equations are solved with a one-step irreversible global reaction model of methane-air mixture. Finite volume method using an adaptive grid method is applied to investigate the flame structure. In the case of an adiabatic wall, friction force on the wall significantly affected the flame structure while in the case of an isothermal wall, local quenching near the wall dominated flame shapes and propagation. In both cases, variations of flow fields occurred not only in the near field of the flame but also within the flame itself, which affected propagation velocities. This study provides an overview of the characteristics of flames in small tubes at a steady state.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
/
v.9
no.1
/
pp.45-56
/
2001
A constant volume combustion chamber is employed to investigate the initial flame kernel development and flame propagation of gasoline-air mixtures with various ignition systems, ignition energy and spark plug electrodes. To do this research, four ignition systems are designed and manufactured, and the ignition energy is controlled by varying the dwell time. Several kinds of spark plugs are also made to analyze the effects of electrodes on flame kernel development. The velocity of flame propagation is measured by the laser deflection method. The output laser beam from He-Ne laser is divided into three parallel beams by a beam splitter. The splitted beams pass through the combustion chamber. They are deflected when contacted with flame front, and the voltage signals from photodiodes change due to deflection. The results show that higher ignition energy raises the flame propagation speed especially under the fuel lean operation. The wider electrode gap, smaller electrode diameter and sharper electrode tip make the speed of the initial flame propagation faster. The speed of the initial flame propagation is affected by electrode material as well. Electrode material with lower melting temperature help the initial flame propagation.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
/
v.33
no.7
/
pp.527-534
/
2009
Flame stabilization characteristics were experimentally investigated in a fuel-air cross flowing mixing layer. A combustor consists of a narrow channel of air steam and a cross flowing fuel. Depending on the flow rates of methane and air, flame can be stabilized in two modes. First is an attached flame which is formulated at the backward step where the methane and air streams meet. Second is a lifted-flame which is formulated within the mixing layer far down steam from backward step. The heights and flame widths of the lifted flames were measured. Flame shapes of the lifted flames were similar to an ordinary edge flame or a tribrachial flame, and their behavior could be explained with the theories of an edge flame. With the increase of the mixing time between fuel and air, the fuel concentration gradient decreases and the flame propagation velocity increases. Thus the flame is stabilized where the flow velocity is matched to the flame propagation velocity in spite of a significant disturbance in the fuel mixing and heat loss within the channel. This study provides many experimental results for a higher fuel concentration gradient, and it can also be helpful for the development and application of a smaller combustor.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
/
v.11
no.3
/
pp.48-57
/
2003
A cylindrical constant volume combustion chamber was used to investigate the flow characteristics at spark plug and the combustion characteristics of homogeneous charge methane-air mixture under various initial pressure, excess air ratio and ignition times in quiescent mixture. The flow characteristics such as mean velocity and turbulence intensity was analyzed by hot wire anemometer. Combustion pressure development measured by piezoelectric pressure transducer and flame propagation acquired by ICCD camera were used to investigate the effect of initial pressure, excess air ratio and ignition times on pressure, combustion duration, flame speed and burning velocity. Mean velocity and turbulence intensity had the maximum value at 200 or 300ms and then decreased to near 0 value gradually after 3 seconds. Combustion duration, flame speed and burning velocity were observed to be promoted with excess air ratio of 1.1, lower initial pressure and ignition time of 300ms.
A numerical investigation on the flame propagation and extinction in a micro combustor is described. Previous measurements of $H_2-air$ flame propagation in a submilimeter scale combustor exhibited significance of wall effects on burning velocity and extinction. The heat transfer to wall becomes important not only in the cooling of burnt gases but also during the flame ropagation, which has be by and large ignored in macro scale combustor calculations. In order to take the heat loss into account the combustion calculation, we developed a numerical code with a heat transfer model that was determined empirically from measured data. PISO algorithm was used for differencing of conservation equations. $H_2-air$ reaction was modeled with 10 species - 16 steps. Comparison with measured data showed good agreement in flame propagation speed. Also the pressure decrease after flame extinction was accurately predicted by the model. A further study is desirable for a better quenching model that can predict the quenching location.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
/
v.2
no.1
/
pp.121-130
/
1999
It is necessary to measure pressure, temperature, chemical equilibrium and the shape of flame in order to understand the combustion process in a combustion chamber. In particular, the flame formulation and combustion process of divided combustion chamber are different from those of a single chamber, And the variable diameter of a jet hole can effect not only physical properties like ejection velocity, temperature and time of combustion but also a chemical property like the reaction mechanism. Accordingly temperature is one of the most important factors which influence the combustion mechanism. This paper observed shape of flame by using the schlieren photographs and measured the pressure in a combustion chamber and the reaching time of the flame by ion probe By doing these, we investigation the formulation of the flame and the process of propagation. These measurement methods can be advanced in understanding the combustion process and process and propagation of flame.
Many previous researches on the premixed flame in a tube have treated the unsteady flame behaviors but more detailed and fundamental research has been necessary. The study on the flame stabilization condition in a tube and the unsteady behaviors were carried out in recent years. In this paper, a mean velocity variation larger than the burning velocity was introduced to the stabilized flame for a period longer than the reaction time scale in order to examine the unsteady behavior of flame propagation. Through our previous work it was found that the effects of non-unity Lewis number on the flame extinction was negligible in the extinction by the boundary layer even though they were important in the extinction by the acoustic instability. In this paper we carried out an analytic approach to explain the previous experimental results. It showed that the heat loss, from a flame to the wall, is not a sufficient condition but a required one for the growth of the extinction boundary layer. In addition, the quenching and the flame stretch, under a strong unsteady flow field, are the main causes of the eventual extinction.
The aim of this study is to evaluate the characteristics of explosion and flame velocity that can be utilized to factories where Mg-Al alloy metal powders are handled in the form of raw materials, products or by-product for similar dust explosion prevention and mitigation. Because the strength of the blast pressure is the result due to flame propagation, flame velocity in dust explosion can be utilized as a valuable information for damage prediction. An experimental investigation was carried out on the influences of content ratio of Mg-Al alloy (mean particle size distribution of 151 to 161 ${\mu}m$). And a model of flame propagation velocity based on the time to peak pressure and flame arrival time in dust explosion pressure, assuming the constant burning velocity, leads to a representation of flame velocity during dust explosion. As the results, the maximum flame velocity of Mg-Al(60:40 wt%), Mg-Al(50:50 wt%) and Mg-Al(40:60 wt%) was estimated 15.5, 18 and 15.2 m/s respectively, and also tend to change with content ratio of Mg-Al.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.