• 암모니아 첨가는 NH 3 /CH 4 /공기 스월 연소기에서 스월 불꽃 안정성을 향상시킨다. • 스월 수와 열 손실은 불꽃 안정성과 NO/N 2 O 배출에 모두 영향을 미친다. • 국소 소염은 NO 배출을 감소시키지만, 반대로 N 2 O 배출을 증가시킨다. • CRN 모델은 불안정한 불꽃-벽 상호작용을 고려하는 데 한계가 있다. 본 연구는 모델 가스터빈 연소기에서 벽 열 손실이 NH 3 /CH 4 /공기 예혼합 불꽃의 불꽃 안정성과 배출 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 암모니아 몰분율을 증가시켰을 때(10 ~ 40 %) 당량비 ϕ ≥ 0.76에서 불꽃 안정성 범위가 확장되어 역화(flashback)를 방지하고, 특히 낮은 유량 조건에서 안정적인 연소가 보장되었다. ϕ < 0.76에서는 안정 영역이 더 좁아지며 소염(blow-off) 한계에 접근하였다. 이러한 안정 영역은 스월 수 S = 0.78에서 S = 0.45보다 더 현저한 변동을 보였고, 덤프 플레넘(dump plane)에서 들뜸(lift-off)이 더 이르게 발생하였다. 상세 분석 결과 열 손실이 불꽃 거동과 배출에 미치는 영향이 확인되었다. 특히 국소 소염 현상은 불꽃 동역학에 유의미한 영향을 주어 N 2 O 농도가 현저히 증가하는 반면 NO는 감소하였다. NO 및 N 2 O 생성에 관여하는 화학 반응은 열 손실에 매우 민감하며, 특히 불꽃이 불안정한 조건에서 그 민감도가 크게 나타났다. 화학 반응기 네트워크 모델(CRN)을 개발하여 배출 특성을 예측하고 분석하였다. 이 모델은 NO와 N 2 O의 측정된 배출 경향을 정성적으로는 잘 포착하였으나, 특히 N 2 O를 예측하는 데서 큰 차이를 보였고 NO는 과대평가되었다. 이러한 결과는 모델이 국소 소염 현상을 반영하지 못하는 점과 본 연구에서 사용한 화학 반응 기작의 한계에 기인한다.

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