• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권7호
• /
• pp.70-75
• /
• 2005

본 연구에서는 스월 연소기에서 연료스월유동이 NOx 배출특성에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 공기와 연료스월각을 변화시키기 위해 환형베인을 사용하였고 베인각의 변화에 따라 혼합공정을 변화시켰다. 공기스월이 강한 조건에서 연료 Counter-swirl의 경우, 비연소장에서 큰 난류강도의 특성을 나타내고 상대적으로 고주파 영역까지 높은 에너지를 가지고 있으며, 고온 영역이 좁게 나타났다. 이러한 연료 counter-swirl 영향으로 저NOx 배출특성이 나타났으며, NOx 저감 기구가 논의되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
• /
• pp.377-380
• /
• 2007

스월 난류연소기에서의 혼합기 유입온도와 스월세기에 따른 연소불안정 발생 메커니즘 알아보기 위하여 Large Eddy Simulation을 수행하였다. 스월각 45도 경우 연료공기 혼합기의 온도를 600K에서 660K으로 증가시켰을 경우 화염분기(Bifurcation)현상이 관찰되었고, 스월 강도가 변할 경우 온도와 관계없이 화염분기가 일어나거나 그렇지 않음을 확인하였다. 벽면근처의 혼합가스 유동속도와 화염속도간의 상관관계는 화염분기현상의 발생에 주요한 인자임을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제47권12호
• /
• pp.848-855
• /
• 2019

최근 배기가스규제로 인하여 친환경 가스터빈연소기가 주목받고 있다. 이때 연소기 내부의 스월러는 화염안정성 및 역화에 매우 중요한 설계 인자가 된다. 기존 연구자들이 제시한 축 방향 스월러와 반경 방향 스월러의 설계방법에 대하여 고찰하고 다양한 가스터빈용 반경 방향 스월러 중 기하학적 설계변수를 고려한 스월수 계산과 유동손실을 고려한 스월수 계산의 적합성을 검토하였다. 전산유체역학을 통해 스월유동의 스월수를 계산하고 설계방법에 따라 각각 비교하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.135-151
• /
• 1997

The preliminary design and performance test for determining dimensions of gas turbine combustor were investigated. The combustor design program was developed and applied to design our combustor. and detailed design for determining of swirler. dome and liner holes were performed experimentally. The swirler. which govern the combustion characteristics of combustor, was determined $40^{\circ}$ as swirl angle at first performance test. After second performance test the swirler was re-determined by 24 mm i.d.. 34 mm o.d., and swirl angle of $45^{\circ}$. The geometry of liner holes were determined by considering the flame stability and recirculation zone size. It was found that flame can be more easily stabilized by adjusting the swirier dimensions rather than liner holes. The geometry of swirler and liner holes were re-determined by final performance test with dilution holes. Also. the performance of combustor was evaluated by analysis of exhaust gases.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
• /
• pp.236-241
• /
• 2009

사각 스월 연소기의 냉각 유동에 의한 비반응 난류 유동 특성을 파악하기 위하여 3차원 Large Eddy Simulation(LES)을 수행하였고, 후처리 기법으로 Proper Orthogonal Decomposition(POD) 분석을 이용하였다. 해석에 이용된 연소기 모델은 GEAE사의 LM6000 연소기이다. 냉각 유동의 유입시 전단층(shear layer)의 속도 증가로 인해 중심 재순환 영역의 와류 강도는 강해진 반면 코너 재순환 영역의 와류 강도는 약해진 것을 관찰하였다. 또한 연소실 내 압력변동 폭이 감소하였으며, longitudinal acoustic mode의 감쇠가 두드러지게 나타난 것을 확인하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
• /
• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
• /
• pp.569-572
• /
• 2006

In present study, the influence of changing combustor pressure on flame stabilization and nitrogen oxide (NOX) emission in the swirl flame with secondary fuel injection was investigated. The combustor pressure was controlled by suction at combustor exit. Pressure index ($P^*=Pabs/Patm$), where Pabs and Patm indicated the absolute pressure and atmosphere pressure, was controlled in the range of 0.7~1.15 for each equivalence ratio conditions. It could be observed that flame stable region became narrower with decreasing equivalence ratio and pressure index. In this combustion system, stable flames were formed until $P^*=\;0.7$. Emission index decreased with decreasing pressure index for overall equivalence ratio conditions and NOx reduction rates were almost identical for $P^*<1$ regardless of equivalence ratio though EINOx values showed different level with change of equivalence ratio for $P^*{\geq}1$. It is also observed that EINOx decreased with increasing secondary fuel injection ratio. Emission index of nitric oxide was controllable by adjusting the changing combustor pressure and injecting secondary fuel and this NOx reduction technology is applicable to industrial furnaces and air conditioning system.

• 에너지공학
• /
• 제20권4호
• /
• pp.338-345
• /
• 2011

희박예혼합 가스터빈 연소기에 적용되는 스월 유동은 연소효율증가와 배기가스저감을 목적으로 적용된 것로 연소기 내 유동장의 전단층생성에 의한 재순환영역이 생성되게 한다. 이러한 재순환영역은 연소가스 재순환에 의한 화염온도와 화염길이를 낮추는 효과를 가지고 있다. 또한 희박연소에서 연소불안정성 억제효과도 있다. 본 연구에서는 모형가스터빈연소기에서 스월러를 이용하여 스월유동을 유도하고, 연소기 노즐에서 평균속도가 일정 할 때의 스월수 증가에 따른 유동장의 속도분포 특성을 분석하였으며 이때 PIV 계측 실험과 난류통계기법을 이용하여 난류인자들을 도출하였다. 스월수의 증가는 연소기 내부 유동장의 형태가 바뀌게 되고, 재순환영역의 위치가 연소기 노즐방향으로 이동하게 되어 화염길이를 줄여 주며, 난류강도와 난류길이 스케일이 감소하게 되어 에디의 크기가 작아짐을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.33-42
• /
• 2014

이중선회 연소기에서 다양한 화염거동과 파일럿 화염과 주 화염의 상호작용에 관한 연구가 수행되었다. 주 선회각이 $45^{\circ}$로 고정된 상태에서 파일럿 선회각도, 총 열 발생률 그리고 주 화염의 당량비가 주요 변수로 검토되었다. 주요한 결과로써, 이중선회 연소기의 상세한 화염안정화 영역이 총 발열량과 주화염의 당량비 변화를 통해 발생되는 5가지 화염모드를 통해 확인되었다. 파일럿 화염의 선회각도는 파일럿 화염의 위치 및 연소기 전체의 유동구조에 가장 큰 영향을 미치게 되며, 그 결과 내부 및 외부 화염간의 상호작용의 큰 변화를 가져온다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.40-49
• /
• 2016

본 연구의 목적은 저선회 모델 연소기에서 저선회 연소의 특성을 확인하는 것이다. 이를 위해 선회각도에 따른 화염의 형상 및 안정화 영역, 배기성능에 대한 평가가 실험적으로 수행되었다. 저선회 연소의 큰 특징은 화염이 부상되어 존재하게 되는데, 이러한 부상화염은 확대유동과 예혼합 화염의 전파특성이 절묘하게 결합되어 발생하게 된다. 본 연소기에서 이러한 부상화염의 특징을 속도 유동장을 통하여 확인하였으며 화염을 가시화하여 나타내었다. 가시화된 화염은 열용량과 당량비에 따라 분류하였다. 선회각도의 변화에 따른 연구를 통해 선회각도만으로도 희박 가연한계를 확장시킬 수 있음을 보였다. 또한 선회각도가 증가할수록 혼합이 향상되고 체류시간이 짧아져 NOx와 CO의 배출이 감소되는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제33권11호
• /
• pp.849-857
• /
• 2009

The experimental study was performed to investigate the effects of partial premixing, varying the equivalence ratio, mixing degree, swirl intensity, mixing length on the characteristics of flame structure and NOx emission. Experiments were conducted in a dump combustor at 1 bar using methane as fuel. Inlet air temperature was 570K. OH chemiluminescence images were acquired with an ICCD camera. As a result of the experimental investigation of characteristics of flame and NOx emission in partial premixed combustor, we can conclude the results as below. With the increase of swirl number, The flame length decreases and the flame width increases and it helps flame stabilization. It means that lean flammability limit is extended. With the increase of mixing of fuel-air length ratio, Flame goes to be stabilized and NOx emission and $OH^{\ast}$ intensity decrease. Through the comparison of preceding results, It is possible that the exhausted NOx emission from a gas turbine combustor will be able to predict through the $OH^{\ast}$ intensity.