주유동에 수직으로 분사한 난류 확산 화염의 특성에 관한 실험적 연구

Abstract

본연구는 주유동에 수직으로 분사한 반응성 난류 분류 화염에서 화염 날림에 대한 미케니즘을 파악하고자 Broadwell 등이 자유 분류 화염에서 제안한 거대와구조 혼합 모델을 적용한 연구이다. 이를위해 화염 안정화에 중요한 영향을 미치는 거대 구조의 와운동 존재를 실험적으로 관찰하였다. 화염 안정화 선도 분석에서 복잡한 3 차원 난류 횡분류 화염의 안정화 특성이 주유동과 분사 분류의 두유체 간의 시간차원, 즉 혼합시간과 관련 있음이 예측되었다. 실험적 관찰에서 가장 놀라운 관측은 화염 날림이 모든 경우의 속도비에서 항상 일정한 거리에서 발생한다는 사실이다. 이러한 화염 날림 위치에 대한 정보로 거대와구조 혼합 모델의 화염 날림 변수를 수식화 할 수 있었다. 화염 날림 모델을 적용한 결과 실험값과 이론값이 정성적인 일치을 보였으나 정량적인 차이를 보여 새로운 변수 도입이 요구됨을 알았다. 새로 제안한 수정된 화염 날림 변수를 수식화하여 비교한 결과 실험값과 모사된 이론값이 잘 일치함을 알았고 따라서 난류 횡분류 화염에서의 화염 날림으로 대표되는 화염 안정화 기구가 거대 구조의 와운동에 의해 이루어 지고 있음을 알 수 있었다.