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Fire Sci. Eng. > Volume 32(6); 2018 > Article
Fire Science and Engineering 2018;32(6):22-27.
DOI: https://doi.org/10.7731/KIFSE.2018.32.6.022    Published online December 31, 2018.
등유-산소 층류 확산화염의 길이 변화 특성에 관한 실험적 연구
이수한, 이종원, 박설현
1조선대학교 기계시스템공학과 대학원
2한국항공우주연구원 융합기술연구본부
3조선대학교 기계시스템미래자동차공학부
Experimental Investigations of the Characteristics of the Length Variation of Kerosene-Oxygen Laminar Diffusion Flames
Lee Soo-Han, Lee Jong won, Park Seul Hyun
1Dept. of Mechanical System & Automotive Engineering, Chosun Univ.
2Future & Converging Technology Research Division, Korea Aerospace Research Institute
3Dept. of Mechanical System & Automotive Engineering, Chosun Univ.
요약
등유-산소 동축류 확산화염 버너에서 연료의 유량, 버너 외축에 공급되는 산화제의 온도, 불활성가스로 희석된 산화제의 특성이 화염 길이 변화 특성에 미치는 영향을 고찰해 보았다. 각 실험 조건에서 생성된 동축류 확산 화염은 쉴리렌 카메라를 이용하여 촬영한 뒤 디지털 이미징 프로세싱 기법을 적용하여 그 길이를 측정하였다. 실험결과를 통해 측정된 화염길이는 등유 연료의 유량과 산화제의 온도에 비례하여 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 아울러, 산화제에 첨가되는 불활성가스의 희석량이 증가할수록 화염 길이는 증가하는 하였고, 특히 동일한 산소 농도에서 질소가스로 희석된 경우가 헬륨가스로 희석된 경우에 비해 화염길이가 큰 폭으로 증가하였다. 이는 유체의 점성 저항에 영향을 미치는 불활성가스의 희석이 화염 길이 변화에 영향을 미치는 주요 메카니즘이기 때문으로 판단된다.
Abstract
The flame length in coaxial diffusion flame configurations was investigated when the kerosene fuel flow rate, temperature of the oxidizer stream, and inert gas concentrations in the oxidizer stream were varied. The diffusion flame was photographed using a Schlieren camera under each of the experimental conditions and the obtained images were then digitized to measure the flame length. The measured flame lengths were proportional to the kerosene fuel flow rate and increased with increasing temperature of the oxidizer stream. In addition, increases in the inert gas concentration in the oxidizer stream resulted in stretching of the flame. In particular, the flame was further elongated in the oxidizer steam diluted with helium gas. Inert substitutions in the oxidizer stream that can adjust the viscous drag are believed to be one of the important mechanisms that affect the length of the coaxial diffusion flames.
Key Words: Coaxial diffusion flame, Flame length, Viscosity, Froude number


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