- Gas Turbine Combustor
가스터빈 연소기
가스터빈은 고효율, 저공해 기관으로 항공기 엔진에서 산업용 발전기에 이르기까지 다양한 용도로 활용되고 있다. 1980년대 전후로 NOx에 의한 배기배출물이 문제시 되면서 기존에 이론공연비 근처에서의 연소시 문제가 발생함에 따라 이후 희박혼합연소(lean premixed flame)의 개념이 중요시 되었고, 이로 인해 NOx의 발생을 급격히 감소시킬 수 있었지만, 화염이 불안정해지는 연소불안정이 발생하기 쉽다는 문제점이 발생하게 되었다.
연소불안정이란 연소실내의 음향학적 섭동, 열방출량 섭동, 그리고 속도섭동이 서로 커플링되어 발생하는 현상으로 큰 압력섭동을 동반하기 때문에, 가스터빈엔진의 출력저하로 이어져 가스터빈의 성능 그리고 안정성과도 직결되어 가스터빈에서의 연소불안정에 대한 많은 연구들이 진행되고 있다.
이러한 연소불안정을 연구하기위해 모델가스터빈 연소기를 제작하여 연소불안정 특성과 관련하여 여러 연소조건에서의 연소불안정 주파수 변화 및 OH-PLIF, PIV와 같은 레이저 계측기법을 통한 화염가시화를 통한 화염 구조와 관련된 연구들도 활발하게 진행하고 있다. 이외에도 연소불안정 현상에 영향을 줄 수 있는 여러 인자들에 대한 연구와 배기배출물(NOx, CO) 그리고 연소불안정 예측에 널리 사용되는 화염전달함수 계측과 관련된 연구들도 진행하고 있다.

그림 1. 연소불안정의 기본 매커니즘