화염 전파 실험

소개글

화염 전파 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목

2. 이론적 배경
1) 예혼합연소 (Premixed combustion)
(1) 층류예혼합화염의 구조
(2) 예혼합화염의 연소속도 (Burning velocity)
2) 확산연소
(1) 확산화염의 구조와 특징
3)화염의 안정화
(1) 경계속도 구배론
4) 당량비의 계산

4. 실험결과의 정리

5. 고찰

본문내용

꺼지는 것을 경험할 수 있다. 이와 같이 실제 연소기에 화염을 안정하게 유지하면서 정상적으로 연소시키는 것을 화염안정화 (Flame stabilization) 라 한다.
(1)경계속도 구배론
버너화염이 안정하기 위해서는 가연성혼합기의 유속과 연소속도가 균형을 이루는 것이 필요하다. 버너화염의 blow-off 와 역화현상 (Flash-back) 은 버너림부근에서 국소적인 유속과 국소적인 연소속도의 균형이 깨어지므로서 일어난다.
버너림 부근에 있어서 흐름과 화염전파에 미치는 저온벽의 영향을 고려한 모델로부터 예혼합층류화염의 안정성은 화염의 기부에서의 연소속도와 혼합기의 속도구배 관계로 설명할 수 있으며, 또한 화염의 blow-off 현상과 역화가 일어나는 조건을 정성적으로 설명할 수 있다.
이 현상을 도해한 것이 다음 그림으로 (a)의 화염의 위치 B,C,D 에 대응하는 혼합기류속분포 및 연소속도분포를 나타낸 것이 (b)이다. B,C,D 에서는 SL과 Uf가 반드시 어디에선가 접하여 SL=Uf 가 되는 점이 있다. 이 점이 부착점이 되어 화염을 안정하게 유지한다. E에서는 혼합기속도가 항시 연소속도를 상회하여 Blow-out 되는 것을 의미한다. A의 경우는 혼합기 속도가 연소속도보다 작은 곳이 있기 때문에 이 부분에서부터 역화한다.
이와 같이 혼합기의 속도가 Blow-out 을 일으키는 속도와 역화를 일으키는 속도 사이에 있으면 안정한 화염이 형성된다. 버너림 부근의 속도분포는 직선성이 성립하므로 속도분포는 속도구배 즉 경계속도구배로 대표시킬 수 있다.
이때 Uf : 혼합기유속(cm/s) g : 경계속도구배 (l/s) y : 분류경계로부터의 거리 (cm)
그림 (b)에는 E는 화염이 완전히 날라가는 blow-off 화염의 경우, D는 Blow-off 현상 직전의 화염, C는 안정한 화염, B는 역화직전의 화염, A는 완전한 역화 (flash-back) 현상을 나타내고 있다. 그리고, 굵은 직선은 각각의 화염 기부에서의 가연성혼합기의 연소속도를 나타내고 있다. 이 때 (a) 가 이에 대응하는 화염의 위치를 나타내고 있다.
연소속도의 곡선 B는 버너 중앙부의 넓은 범위에 있어서 일정한 연소속도 SL을 유지하고 있다. 화염대의 상류단이 버너림의 고체벽에 접촉할 때까지 화염은 일정속도로 전파하지만 그 후 고체벽에서 열손실이 있기 때문에 화염속도와 연소속도가 저하하고 결국은 연소속도가 0으로 되어 그 이상 화염은 고체벽에 접근하지 않게 된다. 이와 같이 고체벽이 화염부근으로부터 열 및 활성화학종을 빼앗아 연소속도를 저하시키는 것을 소염작용 (quenching effext) 이라 한다.
직선 A와 같이 속도구배가 직선 B보다 작게되면, 연소속도곡선과 교차하게 되어 국소연소속도가 국소유속을 초과하는 부분이 나타나 화염은 역화한다. 이 때 직선 B의 속도구배를 역화한계속도구배 (critical boundary velociy gradient for flash-back) 라 한다. 또한, 직선 E와 같이 속도구배가 직선 D보다 크게 되면, 연소속도가 흐르

키워드

확산,   화염전파,   예혼합화염,   당량비,   경계속도,   화염의 안정화,   층류예혼합화염