비전도성 액체의 전하주입형 2-유체 연소 노즐에 대한 실험적 분무 특성 연구

Abstract

연소용 노즐로 응용하기 위하여 기본적인 형태의 액주 형성형 2-유체 노즐에 선회류의 미립화용 공기를 주입하고, 텅스텐 전극 침을 삽입하여 전하의 손실이 없고 연소 노즐로 사용할 수 있는 전하주입형 2-유체 노즐을 고안하였다. 디젤과 같은 비전도성 연료에 대하여 전하주입형 2-유체 노즐에 대한 분무전류와 비전하량, 분무각 그리고 SMD와 같은 분무특성을 알아보았다. 분무전류와 비전하량은 인가하는 전압에 비례하여 증가하는 것을 확인하였다. 또한 분무전류와 인가할 수 있는 전압의 범위는 유입되는 연료의 유량이 증가할수록 증가하는 것을 확인하였다. 미립화용 공기의 유입이 분무전류와 비전하량에 영향을 주지 않았다. 분무각 변화의 폭은 연료의 유량이 증가할수록 증가하였다. 미립화용 공기를 선회류가 되도록 하여 주입하였기 때문에 인가전압의 증가에 따라 액적이 하전되면 국부적으로 액적들간의 응집 억제를 기대할 수는 있지만, 분무각의 크기는 크게 변화가 없음을 확인하였다. 평균입경(SMD)은 미립화 공기의 유량을 증가시킴에 따라 감소하였고, 인가전압의 증가에 따라 추가적인 감소가 있음을 확인하였다. He-Ne 레이저를 이용하여 분무 가시화 사진을 촬영하였다. 전하주입형 2-유체 노즐을 사용하여, 전하의 손실없이 미세한 액적을 생성시킬 수 있음을 확인하였다. 하전된 액적이 연소에 미치는 영향을 알아보았고 하전된 액적을 연소시킬 경우, CO 와 $NO_x$ 가 감소함을 실험적으로 확인하였다.