연소중 미분탄 입자의 발광스펙트럼 분석에 의한 온도와 겉보기 방사율 측정

Abstract

본 연구에서는 소형 연소로에서 단입자 석탄화염을 형성하고 스펙트럼 분석기 를 통하여 순간적으로 입자 발광스펙트럼을 획득하고 이를 컴퓨터에서 분석하는 장치 를 구성하였다. 입자로부터의 발광신호(luminous signature)를 측정하여 연소과정에 서의 복사거동을 파악하여 이로부터 광학적 온도측정을 하는 방법을 보고하다. 본 논문에서는 미분탄 입자 화염의 in-situ측정에 의한 스펙트로스코피 방법을 보고하는 데에 중점이 있으므로 전형적인 화염의 스펙트럼에 의한 자료분석 방법을 제시하였고 화염조건에 따른 결과치의 변화상황은 별도로 보고한다.

Pulverized coal particles are seen with bright luminosity during the early stages of combustion when devolatilization and combustion take place simultaneously. The spectral signals from these coal particles in a nearly single particle environment have been observed over the visible and near infrared region using an optical multichannel analyzer. The system response has been checked against a tungsten strip calibration lamp after spectral calibration using a mercury lamp. Tow major atomic lines of sodium and potassium are observed on top of the broad band spectrum which implies the thermal radiation at the equivalent particle temperature. The spectral response curves are reasonably matched to the Plank`s distribution of blackbody emission, which indicates that the global radiating medium around the coal particle can be modeled as a gray body for the limited wavelength region of interest. The gradient-fitted pyrometric temperatures are determined at different particle residence times for typical gas flow conditions. The measured radiation temperatures are generally higher than the corresponding gas temperatures.