난류화염의 질서구조(Organized Stuctures in Turbulent Flames)

전문가 제언

□ 연소기는 고 효율화와 저NOX의 환경친화형 저공해의 형태를 목표로 개발 경쟁이 계속되고 있다.

□ 연소기 내부엔 고압공기와 연료가 분무되어 연소되며, 이때 연소 효율의 개선과 배기가스의 청정화 그리고 연소기의 수명을 길게 하기 위하여 재료벽면의 냉각기술이 중요하게 된다.

□ 따라서 난류반응 기구와 화학반응이 동시에 요구되어 CFD의 도입이 다소 늦었으나, CFD의 눈부신 발달로 난류구역은 물론이고 천이구역에서도 DNS와 LES 수치해석의 기법이 도입되고 있다.

□ 그런데, 연소효율과 화염안정을 위해서는 화염의 해석이 중요하며, 난류 예혼합연소, 촉매연소 등의 연소방법에서 난류 예혼합 연소방법이 가장 각광을 받고 있다.

□ 터빈연소기는 비정상 난류화염으로서 난류와 열해리 등이 영향을 미치며, CH 자 발광 계측과 OH-PLIF/PIV 계측을 동시 진행한 난류 화염의 유동장 해석으로 화염구배 확산도 밝혀지고 있다.

□ 또, LDV/OH-LIF/CARS 계측으로 고온가스의 화염해석이 가능해서 당량비와 swirl수 변화가 화염에 주는 영향도 속속 밝혀지고 있다.

□ 가스터빈 연소기는 궁극적으로 짧은 화염이 희박 예혼합 연소방식으로 집중 개발되고 있는데, 본문에서와 같이 난류 예혼합 화염의 3차원 구조가 밝혀지고 있어서, 미세와류의 활성화가 크게 기여하는 방향으로 개발이 진행될 것으로 보여진다.

□ 우리나라는 고효율 연소기를 개발중에 있으며, 산업용은 2008년까지 이산화탄소를 30% 낮추도록 하고 있으며, 항공기용 연소기도 연료 노즐과 보염기의 CFD 해석으로 기반기술을 확보하여 터빈부품과 함께 제작하여 수출에도 나서고 있어 기대가 되고 있다.

저자

Mamoru TANAHASHI ; Yuzuru NADA ; Toshio MIYAUCHI

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2004

권(호)

23(5)

잡지명

Journal of Japan society of fluid mechanics(J445)

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

375~384

분석자

차*기

분석물

• 난류화염의 질서구조.pdf [170,860 byte]

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