연소 공학

연소현상 및 그 이용은 우리의 실생활에서 본질적인 부분 중에 하나로 자리 잡고 있다. 예를 들어 가정에서 사용되는 난방용 열, 취사용 열 등은 직접적으로 가스나 석유를 연료로 하는 보일러나 버너의 연소에서 얻어지는 것들이다.

특히 연소공학은 공학적 시스템이나 상태에서의 반응을 기계공학에서 전통적으로 다루어온 유동과 에너지의 관점에서 해석하는 학문이다. 인간이 처음 불을 발견하고 사용하게 된지 수 십만 년이 흘렀지만 연소에 대한 과학적인 접근과 유용한 해석 모델의 개발역사는 1세기도 채 되지 않는다.

복잡한 유동장과 화염의 특성에 맞는 모델을 연구하고 개발하는데 많은 역량이 집중되었고 최근에는 컴퓨터와 광학 측정 기술의 발달로 인해 상당한 진전을 이루었다. 그럼에도 불구하고 이 분야에서의 우리의 무지는 전형적인 상온-상압-층류-이론당량비-가스연소에서 멀어질수록 더욱 확연해져서, 고온-고압-난류-희박-스프레이 연소에 대해 현재의 연소이론이 어떤 공헌을 할 수 있는지 반문해 볼 필요가 있다. 이처럼 학문의 관점에서 아직 풀리지 않은 무수한 과제들이 산적해 있다는 것은 연구자로서 행복한 고민이며, 더욱 다행스러운 것은 최근 산업의 여러 방면에서 이러한 극한의 조건에서의 연소기술을 요구한다.

연구 영역

순천대학교 기계우주항공공학부 연소공학 연구실은 선회연소, 순산소 연소, 다공성 연소와 같은 산업에서 높은 효율을 이끌어 내는 연소기와 다양한 연료를 사용한 충돌제트연소 등을 통해 화염 현상의 이해를 위한 여러 연구를 수행하고 있다.

특히 PIV(particle image velocimetry), LDV(laser doppler velocimetry)등의 실험 설비 및 여러 계측장비의 보유와 여러 연구를 통한 다양한 실험 기법의 확보는 연소기의 개발과 화염특성을 이해하는데 있어 실험적인 연구를 수행할 수 있도록 하고 있다. 또한 본 연구진의 여러 수치해석 기법은 연소기 개발에 있어 유동 및 연소영역에 대한 해석을 가능하게 하고 실험적 연구 결과와 더불어 매우 우수한 연구결과를 낳고 있다.

본 연구실에서는 여러 연구를 통해 축적된 데이터와 수행 능력을 바탕으로 소형 가스터빈의 연소기 개발, 산업용 전기로의 순산소 연소기 개발, 연소기의 유동특성 및 연소특성의 해석 연구, 층류유동 충돌제트 연소 현상 연구, 다공성 연소기의 연소특성 연구 등을 진행하고 있다