CT-TDLAS를 이용한 3차원 연소분포 측정

에너지 자원을 효율적으로 사용하기 위해서는 연소 가스에 대한 정확한 측정이 필요하다. TDLAS 기술로 대상 가스의 온도와 농도를 동시 측정할 수 있다. 현재 가스의 정밀 제어가 필요한 산업공정에 2차원 또는 3차원의 정보를 측정한 실험적 보고는 미비하다. 본 연구에서는 산업공정의 연소를 제어하 고 모니터링하고자 CT-TDLAS 시스템을 이용한다. 메탄-공기 예혼합화염의 3차원 온도 분포는 CT-TDLAS 시스템에 의해 측정되었으며, 3차원 온도 분포는 2차원 셀의 5개 층으로 측정하였다. 특히 흡수 스펙트럼의 3차원 재구성에 SMART 알고리즘을 적용하였다. 열전대와 CT-TDLAS로 모든 층의 온도를 비교한 결과 온도의 평균 상대오차가 19.7K로 정확하게 측정되었다.

In order to use energy resources efficiently, accurate measurement of combustion gases is necessary. Measurement of the temperature and concentration of a target gas is possible with tunable laser absorption spectroscopy (TDLAS) technique. The TDLAS technique can be used to control and monitor combustion in industrial processes. The 3-dimensional temperature distribution of methane-air premixed flame was measured using the constructed computed tomography tunable diode laser absorption spectroscopy (CT-TDLAS) system. The 3-dimensional temperature distributions are measured by five layers of the 2-dimensional cell. The simultaneous multiplicative algebraic reconstruction technique (SMART) algorithm was adopted for reconstructing the absorption coefficients on the meshes. As a result of comparing the temperatures for all the layers using thermocouples and the CT-TDLAS technique, it was possible to accurately measure the average relative error of temperature as 19.7 K.