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액체 엔진 플룸 복사 열전달 예측을 위한 파장별 회체가스 중합법의 좁은밴드 적용
고주용,김인선 한국항공우주연구원 2009 항공우주기술 Vol.8 No.1
The precise calculation of gas absorption coefficient in the radiative transfer equation is very important to the prediction of radiative heat transfer induced from liquid engine plume in view of base insulation design. For this purpose, the WNB model for gas absorption coefficient is described with the selection of important parameters and then the calculated results are compared with those of SNB model for validation. Total emissivity, narrow band averaged intensity and total intensity are calculated and compared to the results of SNB model. As results, the total emissivity and the total intensity are well matched within 3.1% and roughly 5 % error, respectively. Moreover, the gas modeling database is constructed with estimation of the combustion gas composition of CO2 and H2O for liquid engine plume. 복사전달식에서 흡수 계수의 정확한 계산은 액체 엔진 저부의 단열재 설계의 입력 값으로 사용되는 플룸의 복사 열전달을 예측하는데 매우 중요하다. 이를 위해서 가스 흡수 계수를 직접 모델링 할 수 있는 WNB 모델을 중요 인자의 선정을 위주로 설명하였고, 그 결과를 비교적 정확한 기준 값을 제공하는 SNB의 결과와 비교하였다. 비교 인자들은 총 방사율, 좁은밴드 복사강도 및 총 복사강도이며, 결과적으로 방사율의 경우 주어진 조건에서 3.1% 이내, 총 복사 강도역시 5%이내의 계산결과를 보여 이 모델의 타당성을 확인할 수 있었다. 추가적으로, 액체 엔진의 연소가스들의 성분비를 예측하고 이 조건에 대한 가스 모델링 인자를 계산하여 데이터베이스를 구축하였다.
발사체 비행 화재안전 시스템 설계 및 격실내부 압력변화 분석
고주용(Ju Yong Ko),옥호남(Honam Ok) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5
발사체 비행 중 격실 내부의 화재/폭발 방지를 위해 적용되는 비행 화재안전 시스템에 대한 설계분석을 수행하였다. 고려된 시스템은 나로호에 적용된 것으로 비행 화재안전 시스템이 장착된 격실 및 가스 배출을 위한 배기장치를 함께 연동해서 분석하여 격실 내부의 압력변화에 대한 결과를 얻을 수 있었다. 결론적으로, 비행 화재안전 시스템의 작동으로 인해 격실 내부로 초기 약 30 초 동안 발사대 온도제어시스템에서 공급된 유량보다 많은 가스가 공급되었고, 이륙 후 120초에도 탱크 압력이 약 4 bar 이상을 유지하여 지속적으로 질소가 분사될 수 있음을 확인하였다. 이로 인해 격실 내부의 압력은 시스템이 작동하는 시점에서 약 3.4 kPa 상승하였고, 이후로도 외부보다 높은 압력 값을 유지하는것을 확인할 수 있었다. Design analysis for fire prevention system that is applied to prevent fire/explosion inside the compartment of launch vehicle during the flight was carried out. Considered system was for the NARO launch vehicle and pressure variation inside the compartment was obtained with taking the compartment and vent valves into consideration in analysis. As a result, the fire prevention system can supply the nitrogen gas into the compartment for the required period. The remaining pressure of the system is about 4 bar at 120 s after lift-off. The mass flow rate from the system is larger than required value at launch pad until 30 s after operation. The Pressure inside compartment is rising due to the operation of fire prevention system and the pressure difference from the outside is up to 3.4 kPa.
열제어/화재안전 시험설비 운용에 따른 압력 및 온도 제어 특성 분석
고주용(Ju Yong Ko),옥호남(Honam Ok) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5
한국형발사체 열제어/화재안전 시험설비의 운용에 따른 압력 및 온도 조절 성능을 확인해 보았다. 시험설비를 통해서 운용해야 하는 시험들 중 유량 조건이 큰 공급 유량 6000 kg/hr 및 일반 공급 유량인 3000 kg/hr에 대해서 압력 제어와 이에 따른 질량 유량 값의 확인 그리고 선정된 히터를 통해서 온도 조절이 가능한지를 확인해 보았다. 추가로 2개의 공급라인을 운용했을 때의 경우를 살펴보기 위해서 2개의 공급라인에 각각 3000 kg/hr 의 유량을 적용하는 경우에 대해서도 계산을 수행해 보았다. 결론적으로 각 라인에 유량이 3000 kg/hr가 공급되는 경우는 모두 설비 운용조건을 만족하였으며, 1개의 공급라인에 6000 kg/hr를 공급하는 경우, 단열 조건에서 히터의 용량이 부족한 것이 확인되었다. 이 계산은 모두 단열 조건을 고려한 것이므로, 마지막 경우에 대해서는 열전달 현상을 고려하여 추가적인 계산이 필요할 것이다. Analysis was performed to check the design suitability of facility in controlling the pressure and temperature in accordance with the operation of thermal control and fire safety facility. Three cases are examined with the maximum flow rate of 6000 kg/hr, nominal flow rate of 3000 kg/hr and two lines of 3000 kg/hr respectively. As a result, the pressure can be controlled by current design in every case but the temperature can be controlled only in the case of nominal flow rate application. The heater capacity is not sufficient for the case of 6000 kg/hr. These calculations were done with adiabatic condition in heat transfer, so for the case of 6000 kg/hr, new calculation will be needed including heat transfer condition in the future.