메뉴 건너뛰기
.. 내서재 .. 알림
소속 기관/학교 인증
인증하면 논문, 학술자료 등을  무료로 열람할 수 있어요.
한국대학교, 누리자동차, 시립도서관 등 나의 기관을 확인해보세요
(국내 대학 90% 이상 구독 중)
로그인 회원가입 고객센터 ENG
주제분류

추천
검색

논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

황동현 (충북대학교, 충북대학교 대학원)

지도교수
안규복
발행연도
2021
저작권
충북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수22

표지
AI에게 요청하기
추천
검색

이 논문의 연구 히스토리 (3)

초록· 키워드

오류제보하기
Experimental studies were performed to understand the combustion instability mechanisms of turbulent lean premixed flames in various model gas turbine combustors. Premixed gases composed of different hydrocarbon fuels (C2H4, C2H6, C3H8, and CH4) and air were burned under different geometric and flow conditions. Dynamic pressure transducers, a photomultiplier tube, and a hot-wire anemometer were installed to detect the dynamic combustion behaviors. An ICCD camera and a high-speed camera were used to capture the time-averaged and instantaneous flame structure, respectively.
The mixed convective-acoustic mode instability characteristics were investigated in dump combustors experimentally. The results showed that dominant frequencies and their maximum power spectral densities of filtered pressure fluctuations had different trends for each fuel at same equivalence ratios. However, the combustion instability characteristics represented consistent results under similar characteristics chemistry times regardless of the hydrocarbon fuels. It was found that when the characteristic chemistry time and convection time increased, the mixed convective-acoustic instability could be prevented.
Open-loop control effectiveness of the combustion instability was studied in a dump combustor with an exhaust nozzle using an acoustic driver. Hot-firing tests were performed by changing acoustic forcing frequencies and amplitudes. The results indicated that the similar level of suppression was obtained regardless of the used fuels for the case of the similar characteristic chemistry time.
An experimental investigation was carried out to study the combustion instability characteristics in open-type swirl-stabilized combustors. The objective of this study was to understand the relationship between dynamic combustion behavior and the Rayleigh criterion/the flame structure. It was found that even if the Rayleigh criterion was satisfied, stable combustion was possible. The RMS value of the heat release fluctuations and magnitude-squared coherence between pressure oscillation and heat release fluctuation were good indicators to predict the thermo-acoustic instability region. The bifurcation phenomenon of the flame structure was a necessary condition in this combustor.
Two different combustion instability modes in the closed-type swirl-stabilized combustors were observed. The first was half-wave eigenmode of the combustion chamber and the second was eigenfrequency corresponding to the quarter-wave of the inlet mixing section. The combustion instability modes were dependent on the swirl number. For the case of low swirl number, the combustion system was mainly associated with the quarter-wave eigenmode of the inlet section. When the swirl number was high, however, instability mode was indifferent to the inlet acoustics. This phenomenon was analyzed by the phase difference, flame structure. and change in fuel composition. The results provided the importance of the eigenmode of the inlet mixing section in analyzing combustion instability of gas turbine engines.

목차

Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 측정 시스템 8
2.1 동압 측정 8
2.2 입구 속도 측정 9
2.3 열방출량 측정 12
2.4 화염 이미지 측정 14
2.4.1 정규화된 이미지 16
2.4.2 아벨 변환 16
2.5 데이터 수집 18
2.6 음향 공급 18
Ⅲ. 덤프 연소기에서 다양한 탄화수소 연료를 이용한 연소불안정 특성 21
3.1 배경 및 목적 21
3.2 실험장치 및 방법 25
3.2.1 실험장치 25
3.2.2 실험조건 27
3.3 연소불안정 특성 29
3.3.1 연소불안정의 정의 29
3.3.2 특성화학시간의 영향 35
3.3.3 대류-음향 연소불안정 메커니즘 39
3.4 연소불안정의 개루프 제어 42
3.4.1 실험조건 42
3.4.2 음향가진의 출력 변화에 따른 개루프 제어 성능 43
3.4.3 음향가진의 주파수 변화에 따른 개루프 제어 성능 51
Ⅳ. 개방형 스월-안정화 연소기에서 연소불안정의 시작과 화염구조 특성 52
4.1 배경 및 목적 52
4.2 실험장치 및 방법 54
4.2.1 실험장치 54
4.2.2 실험조건 59
4.3 화염구조와 연소불안정의 시작 사이의 관계 59
4.3.1 스월-안정화 연소기에서 화염구조 및 화염길이 59
4.3.2 화염구조의 분기현상 65
4.4 동적 연소 거동 분석 68
4.4.1 초기 Rayleigh criterion의 한계 68
4.4.2 연소불안정의 정의 70
4.4.3 실험조건이 동적 연소 특성에 미치는 영향 73
4.5 연료주입위치가 화염구조에 미치는 영향 84
Ⅴ. 폐쇄형 스월-안정화 연소기에서 연소불안정 특성 89
5.1 배경 및 목적 89
5.2 실험장치 및 방법 92
5.2.1 폐쇄형 스월-안정화 연소기 92
5.2.2 축방향 스월러 93
5.3 Lean Blow Out 특성 93
5.4 작동조건이 연소불안정 특성에 미치는 영향 96
5.4.1 실험조건 96
5.4.2 연소불안정의 정의 98
5.4.3 실험조건 변화에 따른 연소불안정 특성 99
5.4.4 연소불안정 모드에 대한 신호 분석 105
5.4.5 연소불안정 모드에 대한 위상 분석 108
5.4.6 연소불안정 모드 변화에 따른 화염구조 특성 115
5.5 연료혼합률이 연소불안정 특성에 미치는 영향 119
5.5.1 실험조건 119
5.5.2 연료혼합률 변화에 따른 연소불안정 특성 120
5.5.3 연료혼합률 변화에 따른 화염구조 특성 122
Ⅵ. 결 론 128
참고문헌 또는 인용문헌 132

최근 본 자료

전체보기

댓글(0)

0