수소 혼합에 따른 덤프 연소기내의 연소 특성에 관한 실험적 연구

Abstract

프로판 예혼합 화염에 수소를 혼합함에 따른 덤프 연소기내의 연소특성에 관한 실험적 연구가 행하여졌다. 둔체는 화염 안정화를 위해 사용되었으며 연료의 수소몰분율이 0.1에서 0.5의 값을 가지는 혼합기가 대기압 상태인 퀴츠관에서 연소된다. 실험은 총유량을 동일하게 하기 위해 공급되는 연료와 공기의 유량을 조절하였다. 연소기내의 압력변동은 압력센서로 연속적인 화염이미지와 OH자발광 이미지는 고속카메라와 ICCD 카메라를 통해 측정하였다. 또한 가스분석기로 연소가스의 성분분석도 하였다. 실험 결과 프로판 화염에 수소를 혼합하게 되면 압력변동 신호의 주파수와 진폭을 증가시키고 또한 화염의 주반응 영역대를 안쪽 재순환영역에서 바깥쪽 재순환영역으로 이동시킴을 확인하였다. 이것은 상대적으로 빠른 수소의 반응속도로 인한 현상으로 생각된다. 마지막으로 배가스의 $NO_x$는 4-5 ppm이고 CO 는 0 ppm으로 수소혼합에 상관없이 거의 나오지 않았다. $NO_x$는 실험조건이 단열화염온도가 동일하여 열적 $NO_x$가 생성되었기 때문으로 생각되고 CO는 희박연소영역의 실험조건으로 상대적으로 많은 산소의 영향으로 완전 연소가 일어났기 때문으로 생각된다. 즉 연소가 활발히 잘 일어난 것으로 생각된다.