KCI등재
광섬유 클래딩용 SiO<sub>2</sub> 증착을 위한 확산 화염 버너의 부분 예혼합 연소 모델링 = Partial premixed combustion modeling of diffusion flame burner for SiO<sub>2</sub> deposition as optical fiber cladding
저자
박형빈 ((주)아이씨디) ; 한윤수 (한국세라믹기술원) ; Park, Hyung-Bin ; Han, Yoonsoo 연구자관계분석
발행기관
학술지명
한국결정성장학회지(Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology )
권호사항
발행연도
2019
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재,ESCI
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
365-371(7쪽)
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제공처
소장기관
본 연구에서 SiO<sub>2</sub> 증착용 확산 화염 버너의 연료와 산소의 비율 변화에 따른 화염의 온도 분포를 전산 유체 해석을 수행하였다. 이는 친환경 원료물질을 이용한 광섬유 제조용 SiO<sub>2</sub> 프리폼 증착 공정을 시뮬레이션하기 위한 전단계에 해당한다. 예혼합 연소를 모델링하기 위해서 열 유동, 대류 및 화학 반응을 고려하였고 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식과 k-ω 모델을 사용하였으며, 실제 화염의 온도 분포와 형상을 비교하여 연소 모델링의 적절성을 확인하였다. 결과적으로 화염의 온도 분포는 보조 산소의 유량이 증가하면 노즐 표면으로부터 최고 온도까지의 거리가 증가하는 경향성을 보였다. 또한 혼합 가스의 당량비가 큰 연소 반응에서 불완전 연소로 인한 온도 분포의 폭이 크게 나타나는 것을 확인하였다.
더보기In this study, the flame temperature distribution of the diffusion flame burner for SiO<sub>2</sub> deposition was analyzed by the computational fluid analysis. This corresponds to the previous step for simulating the SiO<sub>2</sub> preform deposition process for manufacturing optical fibers using environmentally friendly raw materials. In order to model premixed combustion, heat flow, convection, and chemical reactions were considered, and Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and k-ω models were used. As a result, the temperature distribution of the flame showed a tendency to increase the distance from the nozzle surface to the maximum temperature when the flow rate of the auxiliary oxygen increased. In addition, it was confirmed that the temperature distribution due to incomplete combustion was large in the combustion reaction with a large equivalence ratio of the mixed gas.
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