압력에 따른 층류 제트 부상 화염의 화염 구조와 이론 해의 비교 및 개선

Abstract

축 방향 속도 식과 연료 농도 식 두 가지의 이론 상사 해를 이용하여 에지 화염의 개념을 통해 층류 제트 부상 화염의 연구를 진행했다. 최근 연구에서는 연료 유량과 부상 높이의 간단한 실험 결과를 이용하여 에지 화염 속도와 연료 농도 구배 간의 관계를 구했고, 부상 화염의 유일한 안정화 기준( Sc > 1)을 제안했다. 하지만 실험 결과의 분석 과정이 매우 복잡했고, 일부 가정이 실제 물리적 현상과는 차이가 있었다. 본 연구에서는 선행 연구의 이론과 상사 해 분석 과정을 더 나은 결과를 얻을 수 있도록 개선했다. 실험 신뢰도가 향상되었고 기존의 프로판 화염을 이용했던 결과에 부탄 화염의 실험 결과를 새롭게 추가했다. 유효 질량 확산 계수와 유효 슈미트 수가 실험 결과로부터 도출되었고, 에지 화염 속도와 연료 농도 구배 간의 관계가 직접적으로 예측되었다. 에지 화염 속도와 연료 농도 구배 관계가 단조 감소하는 기존의 연구 결과와 다른 경향을 보여주는 이유는 화염 구조의 변화로 설명되었다. 본 연구를 통해 층류 제트 부상 화염의 상사 해와 실험 결과 간의 관계에 대한 이해에 도움을 줄 것으로 기대된다.