In this paper, we propose a flame detection method using Haar wavelet and moving averages in outdoor infrared video sequences. Our proposed method is composed of three steps which are Haar wavelet decomposition, flame candidates detection, and their tracking and flame classification. In Haar wavelet decomposition, each frame is decomposed into 4 sub- images(LL, LH, HL, HH), and also computed high frequency energy components using LH, HL, and HH. In flame candidates detection, we compute a binary image by thresholding in LL sub-image and apply morphology operations to the binary image to remove noises. After finding initial boundaries, final candidate regions are extracted using expanding initial boundary regions to their neighborhoods. In tracking and flame classification, features of region size and high frequency energy are calculated from candidate regions and tracked using queues, and we classify whether the tracked regions are flames by temporal changes of moving averages.
New compounds of melaminium 2,6,7-trioxa-1-phosphabicyclo[2.2.2]octane-4-methoxy-sulfate have been synthesized and characterized by means of chemical analysis, 1H, 13C, and 31P NMR, and IR spectroscopies. When the compounds are subjected to an open flame, they foam without melting to produce a light char with about 50 times volume of the initial compounds. The evaluation of these flame-retardants proves to be efficient for polypropylene. Thermogravimetric analysis discloses that the compounds are also thermally stable for compounding into polypropylene without decomposition.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2003.05a
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pp.270-273
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2003
The characteristic of constant volume micro combustor was investigated experimentally. The shape of micro combustor was cylindrical and has row aspect ratio or has relatively large diameter compared with chamber height. Diameter and chamber height was varied to investigate the geometric effect of combustor on the flame propagation. Diameter of 15 mm and 7.5 mm was designed while chamber height was designed to be 1mm, 2mm, and 3mm. The effect of initial pressure was also investigated parametrically from 1bar to 3bar. The gas used in this study was stoichiometric mixture of methane and air. The maximum pressure achieved in down scaled combustors was lower than that of conventional combustor because heat loss to wall was dominant as expected. The maximum pressure responded favorably with the change of height of combustor and the initial pressure, the maximum pressure was also increased. The flame propagation was possible when the specific condition was satisfied. Although the quenching distance of stoichiometric mixture of CH4 and Air is 2.5 mm, the flame could propagate even under quenching distance as the initial pressure increased.
Six different size of torch-ignition device were applied in a constant volume combustion chamber for evaluating the effects of torch-ignition on combustion. The torch-ignition device was designed for six different volumes and same orifice size. The combustion pressures were measured to calculate the mass burn fraction and combustion enhancement rate. In addition, the flame propagations were visualized by shadowgraph method for the qualitative comparison. The result showed that the combustion pressure and mass burn fraction were increased when using the torch ignition device. And the combustion duration were decreased. The combustion enhancement rates of torch-ignition cases were improved in comparison with conventional spark ignition. Finally, the visualization results showed that the torch-ignition induced faster burn than conventional spark ignition due to the earlier transition to turbulent flame and larger flame surface, during the initial stage. Finally, the initial flame propagation was affected by torch-ignition volume.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.12
no.1
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pp.36-43
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1988
A two phase model for the simulation of flame propagation has been developed and applied to a mixture of coal air. The effects associated with changes in the initial coal partial equivalence ratio and the initial diameter of particles on the structure of laminar flame propagation have been studied qualitatively and quantitatively. Especially the flame structure, the burning velocity, and the thermal behavior were evaluated. It was found that the radiative heat transfer absolutely dominates over the conduction mode. The increase in particle size was seen to contribute to an obvious increase in burning velocity for fuel lean and stoichiometric mixture. But for fuel rich mixture, the burning velocity was found to exhibit a weaker dependence on particle size.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.8
no.5
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pp.96-104
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2000
It is well known that combustion stability under idle and part-load conditions directly affect fuel economy and exhaust emission. In practice, there have been a lot of studies so that a significant improvement in combustion stability has been achieved in this research field. However, applying published results to the development process of mass production engine, there are still many problems which are solved previously. In this study, initial flame behavior and flame propagation characteristic were investigated statistically in order to optimize combustion chamber shapes in the development stage of mass production S.I. engine. To the purpose, the authors applied the flame image capturing system to single cylinder optical engine. The captured flame images were effectively analyzed by using the image processing program which was developed by the authors and adopted new threshold algorithm instead of conventional histogram analysis. In addition, the cylinder pressure was also measured simultaneously to compare evaluated flame results with cylinder pressure data in terms of the combustion characteristics, combustion stability, and cycle-to-cycle combustion variability.
Kim, Kil-Nam;Won, Sang-Hee;Cha, Min-Suk;Chung, Suk-Ho
Journal of the Korean Society of Combustion
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v.7
no.2
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pp.1-6
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2002
Characteristics of laminar lifted flames of propane highly-diluted with nitrogen have been investigated at various temperatures of coflow air. At various fuel mole fractions, the base of laminar lifted flames has the structure of tribrachial (or triple) flame. The liftoff heights are correlated well with the stoichiometric laminar burning velocity considering initial temperature at a given coflow velocity. It shows that lifted flames are stabilized on the basis of the balance mechanism between local flow velocity and the propagation speed of tribrachial flame, regardless of the temperature of coflow and fuel mole fraction. Lifted flames exist for a jet velocity even smaller than the stoichiometric laminar burning velocity, and liftoff velocity increases more rapidly than stoichiometric laminar burning velocity as coflow temperature increases. These can be attributed to the buoyancy effect due to the density difference.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2001.11a
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pp.50-53
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2001
Flame propagation during the initial stages of ignition in a non-premixed swirl, having some of characteristics of the primary zone of an aero gas turbine combustor, has been investigated. Nd:YAG laser was adopted as the principal ignition source to allow arbitrary placing of the ignition site i subsequent flame development was monitored using a natural light high speed filming technique for many ignition site at two different swirl ratios and an overall equivalence ratio of 0.9. For ignition offset from the burner centreline, buoyancy force associated with radial pressure gradient produced a strong inward movement of the flame kernel. At the burner exit. flame kernels invariably developed into cylindrical form and a 'radial confinement /axia expansion' (RCAE) process was observed.
Journal of Korea Society of Digital Industry and Information Management
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v.14
no.4
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pp.169-176
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2018
In this study, we propose a new Fire Flame Region Extraction using Block Homogeneity Segmentation method of the Fire Image with irregular texture and various colors. It is generally assumed that fire flame extraction plays a very important role. The Color Image with fire flame is divided into blocks and edge strength for each block is computed by using modified color histogram intersection method that has been developed to differentiate object boundaries from irregular texture boundaries effectively. The block homogeneity is designed to have the higher value in the center of region with the homeogenous colors or texture while to have lower value near region boundaries. The image represented by the block homogeneity is gray scale image and watershed transformation technique is used to generate closed boundary for each region. As the watershed transform generally results in over-segmentation, region merging based on common boundary strength is followed. The proposed method can be applied quickly and effectively to the initial response of fire.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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