Water spray를 이용한 연소 가스 냉각 1차원 해석
저자
임주현(Ju Hyun Im) ; 김명호(Myung Ho Kim) ; 김용련(Yeong Ryeon Kim) 연구자관계분석
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2014
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
111-117(7쪽)
제공처
연소기 시험 장치의 구축에서 고려되는 요구 조건 중 하나는 고온의 연소 가스를 적절한 냉각을 통해 대기로 배출하는 것이다. 연소 가스 냉각을 위한 물 분무(Water Spray) 냉각 방식은 증발 과정에서의 물의 잠열을 이용하는 것으로, 연소 가스의 효과적인 냉각이 가능하다. 본 연구에서는 연소기 시험설비 구축의 준비 과정의 일환으로, Water Spray를 이용한 연소 가스의 냉각을 이해하기 위하여 연속 방정식, 에너지 보존식과 포화 증기의 압력-온도 관계식을 이용한 1차원 해석을 수행하였다. 연소기 시험 장치에서 배출되는 고온, 고압의 연소 가스는 물 분사를 통해 연소 가스의 온도는 낮아지며, 분무된 물의 일부는 기화하여 연소가스와 함께 배출되고, 일부는 다시 응축 되어 집수조로 모인다. 냉각수는 연소 가스의 온도를 낮춰주는 동시에, 증발된 증기는 연소기 내부의 압력을 증가시키므로 1차원 해석에서 증기의 압력-온도 관계식을 고려하여 해석을 수행하였다. 1차원 해석으로부터 연소가스의 적절한 냉각과 배기 덕트 내부의 압력의 지나친 상승을 피하기 위한 최적의 물 분사량을 발견하였으며, Water Spray를 이용한 연소가스 냉각에 대한 물리적인 이해를 얻을 수 있었다.
더보기The cooling of hot exhaust gas from combustor is an important issue for the construction of combustor test facility. Water spray is an effective method for exhaust gas cooling due to its large latent heat in process of evaporation. In this study, 1-D analysis has been performed based on continuity, energy conservation, and saturated vapor property to understand water spray cooling of combustion gas. In the exhaust duct of combustor test facility, the injected water decreases combustion gas temperature, and evaporates in the combustion gas. However, some of the injected water is collected in the sump due to condensation. The evaporation of water helps combustion gas cooling, but causes pressure increase inside the exhaust duct due to increase of vapor pressure. These phenomena has been analyzed by 1-D modeling in the study. From the results of 1-D analysis, the adequate mass flow rate of water spray to cool combustion gas adequately and to avoid excessive pressure rise inside the exhaust duct.
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