흡열분해 모사연료의 층류화염 전파속도 측정

진유인(Yu-In Jin),이형주(Hyung Ju Lee),한정식(Jeongsik Han) 한국추진공학회 2019 한국추진공학회지 Vol.23 No.3

The laminar burning velocity of endothermic fuel surrogates is measured in this study, in order to investigate combustion characteristics of aviation fuel after being used as coolant in an active cooling system of a hypersonic flight vehicle. A Bunsen burner was manufactured such that the laminar burning velocity can be taken for two types of surrogate fuels, SF-1 and 2. The results showed that the burning velocity of surrogate fuels was faster at high equivalence ratio conditions than that of the reference fuel (RF), and specifically, the velocity of SF-1 had the maximum value at the highest equivalence ratio compared with those of SF-2 and RF.

PLIF를 이용한 ATR 연소기 축소모형의 연로분포 측정연구

진유인(Yu-In Jin),양인영(In-Young Yang),최영환(Young-Hwan Choi),양수석(Soo-Seok Yang) 한국추진공학회 2005 한국추진공학회지 Vol.9 No.4

가스터빈 엔진 모델 버너의 공기과잉률에 따른 연소현상 연구

진유인(Yu-In Jin),유경원(Gyong-Won Ryu),김택현(Taek-Hyun Kim),김용련(Yeong-Ryeon Kim),민성기(Seong-Ki Min) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12

본 연구는 가스터빈 연소기의 핵심구성품인 연료노즐과 스월러에 대한 점화 및 화염의 보염성능을 확인하기 위한 실험적인 연구이다. 연소기 모델 버너에 사용된 연료노즐은 압력식 선회노즐이며, 동축반전 스월러(Axial Counter-rotating Swirler)를 장착하여 연료 미립화를 증가시키면서 화염의 보염성능을 높이도록 하였다. 연소기 모델 버너의 유동특성을 파악하기 위해 수류시험을 수행하여 연소기 내부에 강한 재순환영역이 분포하는 것을 확인하였으며, 공기과잉률 0.39 ~ 2.40 범위에 대하여 점화 가능영역과 화염의 보염특성 및 화염안정화 특성을 계측하였다. 연소기 버너 모델의 안정적인 점화 가능영역은 공기과잉률이 1.04 이내인 것으로 확인되었으며, 희박연소 한계값은 2.30 근처인 것으로 나타났다. 또한 연소기 버너 모델에서 공기과잉률이 증가할수록 완전연소 영역이 스월러 출구면으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. An experimental study was conducted to investigate combustion phenomena with respect to the air excess ratio(α) between 0.39 and 2.40 of the annual-type gas turbine model burner which consists of a pressure swirl nozzle and an axial-type counter-rotating swirler. Swirl-flow structure generated by the counter-rotating swirler was measured at water flow tests with same Reynolds number. The results showed that the strong recirculation zone clearly appeared in the combustor chamber. Stable ignition was possible at the air excess ratio below 1.04. LBO(Lean blow-out) limit appeared around the air excess ratio of 2.30. In addition, with the air excess ratio increase, flame was gradually close to the swirl exit.

고속카메라를 이용한 충격파 시험장치의 초음속 유동 현상 계측 연구

진유인(Yuin Jin),박기수(Gisu Park),최호진(Hojin Choi),민성기(Seongki Min) 항공우주시스템공학회 2013 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2013 No.10

모델 섹터 연소기의 점화기 깊이에 따른 점화특성 연구

진유인(Yu-In Jin),유경원(Gyong Won Ryu),민성기(Seong Ki Min),김홍집(Hong Jip Kim) 한국연소학회 2017 한국연소학회지 Vol.22 No.2

Aero gas turbine engines must demonstrate their ability to be ignited on ground conditions or relighted in flight. The electric spark ignition is usually used in current aero gas turbine engines. Experiments on ignition characteristics relating to spark igniter penetration depth under atmospheric pressure and temperature conditions were conducted on the model combustor which is scaled in 1/18. Exciter was operated during 2 seconds, and successful ignition phenomena were confirmed by the pressure rising sharply in combustor. In addition, instantaneous ignition images were captured by a high-speed camera. It showed kernel propagation and successful ignition events in the sector model combustor. Ignition test results showed that ignition limit with increase in penetration depth of the igniter plug was wider. When the penetration depth of the igniter plug increased under the same fuel injection pressure condition, successful ignition events were obtained in higher differential pressure conditions between inlet and outlet of the combustor. The results demonstrate that the ratio of the combustible mixture, which is exposed to the high temperature environment around the igniter plug tip, increases. Thereby affect the combustor ignition performance.

Counter Rotating Swirler 적용 모델 연소기의 폭 변화에 따른 화염구조 가시화

진유인(Yu-In Jin),김택현(Taek-Hyun Kim),유경원(Gyong-Won Ryu),김용련(Yeong-Ryeon Kim) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

가스터빈 연소기의 형상설계인자 중의 하나인 연소실 돔 높이는 연소실 길이, 내부유동, 효율 등을 결정짓는 중요한 요소로 본 연구에서는 돔 높이의 변화에 대한 연소실 내부의 화염구조를 파악하기 위하여 모델 연소기의 폭을 변화시키며 모델 연소실 내부의 화염구조를 가시화하였다. 모델 연소기에 사용된 연료노즐과 스월러는 압력식 선회노즐과 동축반전 스월러이며, 화염 가시화를 위하여 UV 필터가 장착된 High-speed ICCD 카메라를 사용하였다. 실험에 적용된 연료유량과 공기공급온도는 일정하게 유지되었으며, 공기유량을 변화시키면서 공기과잉률을 변화시켰고 모델 연소기의 폭은 1.0W, 0.88W, 0.76W의 세 가지 조건을 고려하였다. 시험결과 모델 연소기의 폭이 감소함에 따라 벽면 양쪽의 화염강도는 증가하였으며, 연소실 중앙에 위치한 화염의 위치는 재순환 영역 폭의 변화와 벽면에서의 축 방향 속도 증가로 인해 스월러 출구 면으로 점차 가까워지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 시험 조건범위 내에서 폭의 변화에 관계없이 화염은 안정적으로 유지되었다. In the present study, the flame visualization of the model combustor using a counter-rotating swirler was conducted to examine effects of dome height in aero gas turbine combustor. The dome height is an important design parameter in combustor design relating to combustor length, combustion load, flame structure and swirler configuration. In this study an OH* bandpass filter and a high speed ICCD camera were used to investigate flame structure with respect to model combustor width which simulates dome height in the gas turbine combustor. As a result, with the width decrease, the intensity of flame was stronger and flame was gradually close to the swirler exit because the CTRZ (Central Toroidal Recirculation Zone) width became narrow and the axial velocity at the wall was accelerated.

연료의 미립화 및 증발 특성 데이터를 이용한 가스터빈 연소기 사이징 기법 고찰

김대식 ( D S Kim ),진유인 ( Y L Jin ),황기영 ( K Y Hwang ),민성기 ( S K Min ) 한국분무공학회 2014 한국액체미립화학회지 Vol.19 No.3

The current paper reviews the main characteristics and the operating principles of major fuel atomizers used for gas turbine combustors, including various empirical SMD equations for each atomizers. We have summarized various methodologies for evaluation of the combustion efficiency and for combustor sizing from the selected SMD data. It is found that the combustor sizing as well as the combustion efficiency are totally dependent upon the SMD calculation resutls, which means that special cares should be taken in choosing the SMD empirical equations.

Effect of Reynolds Numbers on Counter-rotating Swirling Flow in a Model Gas Turbine Combustor

Sangho Lee(이상호),Yuin Jin(진유인),Gyongwon Ryu(유경원),Jeekeun Lee(이지근) 대한기계학회 2015 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2015 No.11

The characteristics of swirling flow in a model gas turbine combustor, which is one of the most important phenomenon for efficiency and flame stabilization in gas turbines, were studied in the paper. The gas turbine combustor was modeled as rectangular shape to examine the swirling flow generated by swirler for the experiment. The model combustor consists of counter-rotating axial swirler to generate the swirling flow. A PIV system was used to measure velocity components of the swirling flow. Additionally, the mean and turbulent components were discussed which were calculated by averaging the acquired many seeding particle images. The pure water was used as a working fluid. The characteristics of swirling flow, including the formation of a central recirculation zone, corner vortex, and the wall flow along the model combustor wall, were mainly discussed and investigated with Reynolds numbers.

유량변화에 따른 모델 가스터빈 연소기 내 Counter-rotating 선회유동 특성

이상호(Sangho Lee),진유인(Yuin Jin),유경원(Gyongwon Ryu),이지근(Jeekeun Lee) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

본 연구는 가스터빈 내에서 연소 효율과 화염의 안정성에 영향을 미치는 중요한 요인인 선회유동 특성에 관한 연구이다. 가스터빈 연소기 내 선회유동의 특성을 관찰하고자 가스터빈 연소기를 직사각형으로 모사하였다. 모델 연소기 내의 선회유동을 생성하기 위하여 Counter-rotating 스월러가 사용되었다. PIV 기법을 이용하여 선회유동의 속도 성분을 측정하였고, 다수의 유동 추적 입자 이미지를 획득한 후 평균을 취하여 평균속도와 난류 특성을 계산하였다. 작동유체는 증류수를 사용하였으며, 재순환 영역, corner vortex와 모델 연소기의 벽을 타고 흐르는 벽면 유동을 포함하는 선회유동의 특성을 Reynolds 수에 따라 관찰하였다. In the present study, the characteristics of swirling flow, which is one of the most important phenomenon for efficiency and flame stabilization in gas turbines, were studied. The gas turbine combustor was simplified as rectangular shape to examine the swirling flow. A counter-rotating swirler was applied to generate the swirling flow inside the model combustor. A PIV system was used to measure velocity components of swirling flow, and the mean and turbulent components were calculated by averaging the acquired many seeding particle images. The pure water was used as a working fluid. The characteristics of swirling flow, including the formation of a central recirculation zone, corner vortex, and the wall flow along the model combustor wall, were investigated with Reynolds numbers.

모델 가스터빈 연소기 내 연소실 형상비의 변화가 Counter-rotating 선회유동에 미치는 영향

이상호(Sangho Lee),진유인(Yuin Jin),유경원(Gyongwon Ryu),이지근(Jeekeun Lee) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11

모형 가스터빈 연소기 연소실 형상비 (aspect ratio)가 연소실 내 선회유동 특성에 미치는 영향이 실험적으로 조사되었다. 모형 연소실은 아크릴 재질의 직사각형 형상으로 구성되었고 연소실 폭을 변화시켜 형상비를 조정하였다. 축류형 counter-rotating 선회기를 사용하여 연소실 내 선회유동장을 형성하였으며, 2D PIV 시스템을 이용하여 선회 속도 성분을 측정하였다. 작동유체는 물을 사용하였으며 공기와의 유사성을 고려하여 Reynolds 수를 설정하였다. PIV 기법을 이용하여 다수의 유동 추적 입자 이미지를 획득했으며, 각 이미지의 속도 성분을 분석하여 평균을 취한 후 선회유동 특성을 관찰하였다. 이를 통해 선회기에 의해 형성되는 재순환영역, corner vortex, 모델 연소기의 벽면을 타고 흐르는 벽면 유동 등, 모델 연소기 내에서 형성되는 각 유동들에 현소기 형상비의 변화가 미치는 영향을 조사하였다. The gas turbine combustor was modeled as rectangular shape with acrylic material and the aspect ratio of model combustor was decided by changing chamber width. Swirling flow in the model combustor was created with axial counter-rotating swirler and 2D PIV system was used to measure the velocity components of the swirling flow. Water was used as working fluid and Reynolds number was selected by considering similarity between air and water. A number of pictures of seeding particle were captured with PIV system to examine the characteristics of swirling flow by averaging obtained pictures. The effect of chamber aspect ratio on the structures of swirling flow, such as recirculation zone, corner vortex, wall flow was investigated.