본 연구는 N2(질소) 희석 디메틸 에터(DME)의 층류 비예혼합 화염이 동축(coflow) 제트에서 연료 몰분율(XF,0), 제트 속도(U0), 온도(T0 = 300, 400, 500 K)가 변화할 때 나타내는 거동을 실험적으로 규명한다. U0가 증가함에 따라 리프트 오프 높이(HL)의 세 가지 서로 다른 경향을 포함하여 다양한 리프트 화염 거동이 관찰된다. 즉, 단조 증가(M.I.), 단조 감소(M.D.), 그리고 U자형(U-shaped) HL이다. 또한 제트 발달 길이(Zfree)와 의존하여 두 가지 화염 소화 소멸 모드(즉, 화염 blowoff와 blowout)가 확인된다. 관찰된 화염 거동은 리처드슨 수(Ri)에 근거하여 세 가지 서로 다른 영역으로 분류된다: 모멘텀-지배(MD) 영역, 부력-모멘텀-지배(BMD) 영역, 그리고 부력-지배(BD) 영역이다. 단조 감소하는 HL 거동은 부력 효과가 여전히 유의하게 유지되는 부력-모멘텀-지배 영역에서만 독점적으로 나타난다. 반면 단조 증가하는 HL 거동은 제트 모멘텀이 지배적인 모멘텀-지배 영역에 한정된다. U자형 HL 거동은 부력-모멘텀-지배 영역과 모멘텀-지배 영역 사이의 전이 과정에서 나타난다. 기저 안정화 메커니즘을 규명하기 위해 노즐 하류에서 레이저 점화를 이용한 시간분해 화염 경계 측정을 수행하였으며, 이를 통해 각 영역에서 화염 안정화 및 blowout 메커니즘을 확인한다. 부력-모멘텀-지배 영역에서는 화염 리프트 오프가 부력, 제트 모멘텀, 그리고 노즐 림으로의 열 손실의 복합적 영향에 의해 좌우된다. 모멘텀-지배 영역에서는 제트 모멘텀이 지배적 요인이다. HL에 대한 상관관계는 층류 화염 속도(S0L), U0, T0, XF,0, 그리고 Ri의 함수로 개발되었으며, 부력과 모멘텀의 영역 의존적 영향이 반영된다. 마지막으로 부착(attached) 화염의 화염 blowoff 및 liftoff 한계는 연료와 연소된 가스 사이의 밀도 차, U0/SL0, 그리고 열 손실 매개변수로 특성화되어, 화염 리프트 오프 과정에서 열 손실의 역할을 보여준다. 이러한 결과는 다양한 유동 및 열 조건에서의 리프트 화염 거동과 소화 메커니즘에 대한 통합적 이해를 제공한다. [신규성 및 중요성 진술] 본 연구는 리처드슨 수에 기초하여 정의되는 세 가지 영역(모멘텀-지배(MD) 영역, 부력–모멘텀-지배(BMD) 영역, 부력-지배(BD) 영역)을 도입함으로써 리프트 화염 거동을 영역 기반으로 통합적으로 정립한다. 기존 연구가 특정 조건으로 제한되었던 것과 달리, 본 연구는 제트 속도에 따른 U자형, 증가, 감소의 다양한 리프트 화염 거동을 광범위한 조건 범위에서 설명한다. 화염 blowout과 blowoff와 같은 뚜렷한 소멸 모드를 규명하고, BMD 영역에서 노즐 열 손실의 역할을 밝혀냄으로써, 본 연구는 화염 안정화 및 한계 현상에 대한 이해를 기존에 알려진 메커니즘을 넘어 진전시킨다.

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