스월 유동을 이용한 오일 버너의 연소성능분석

Abstract

본 연구는 스월유동을 이용한 산업용 연소기의 연소실 내부 유동을 계산에 의하여 분석하고 이를 바탕으로 설계된 연소기에서 유동과 연소특성을 실험에 의하여 체계적으로 분석하고자한다.

연소실내부의 유동을 계산에 의하여 분석하는 연구는 2장에서 스월 버너와 일반버너를 실제 형상대로 모델링하고 연소실 내로 유입되는 흡입공기에 3m/s의 일정한 속도를 부여하고 계산에 의하여 두 버너의 내부 유동장의 비교&#8228

This paper addresses the experimental and theoretical simulative analyses of the combustion characteristics of swirl flow in the oil burner. High efficiency combustion techniques of the industrial burner have been studied to conserve environmental resources by reducing the exhaust emissions. The swirl burner inserting swirling baffle is made with the same dimension of the commercial wide burner. In order to make the swirl flow of combustion gas the flow velocity of air keeps as 3m/s in the two burners, and the water flow rates in the boiler are varied from 25 l/min to 35 l/min. The theoretical evaluation is carried out using the commercial simulation program Fluent 6.0, and the number of simulation grids is 50,000. The simulation result shows that the air is well mixed with fuel, along with the well developed swirl shape of flame in combustion chamber of the swirl burner than the wide burner. The experimental results show that the efficiency of the swirl burner has 40% higher and the emission of CO, HC, NOx and Smoke are much reduced than the wide burner.

분석을 수행하였다. 계산에 사용된 격자의 수는 50,000개이고 계산 프로그램으로는 Fluent6.0을 사용하였다.

실험에 의한 연구는 3장에서 직선적인 화염을 연소공기의 회전을 통하여 화염면적을 증가시킬 수 있도록 2차 공기에 의해서 1차 연소실내에 강선회류를 형성할 수 있는 보염기를 제작하였고, 실험을 통해 화염형상, 화염안정성, 온도 특성 및 배출가스 발생 특성을 2-pass 로통 연관 보일러 및 로통 연관 보일러에서 일반 버너와 비교 실험하였다.

결과 및 고찰은 4장에서 스월 버너와 일반 버너의 실험을 토대로 효율적인 측면과 배기적인 측면에서 그 결과를 종합적으로 고찰하였고, 효율적인 측면에서는 실험버너가 일반 버너에 비해서 연료대비 40%이상의 높은 효율 특성을 나타내었고, 배기적인 측면에서 역시 실험버너가 일반 버너에 비해서 상대적으로 낮은 수치를 나타내었고 가장 문제시 되는 NOx의 경우는 2-pass 로통 연관 보일러에서 0%를 나타내었다.