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양시원(Siwon Yang),정승채(Seungchai Jung),안철주(Chulju Ahn),박희호(Heeho Park),김기태(Kitae Kim),유경원(Gyongwon Ryu),김용련(Yeongryeon Kim) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
최근 항공용 가스터빈 연소기 설계는 공기 유입조건(유량, 온도, 압력 등) 변화에 따른 화염안정성 증대, 연소실의 수명 확보, 연소기 출구온도 유지 및 오염물질 저감 등을 목표로 한다. 이러한 연소기의 성능을 운용조건에 맞춰 고압 연소시험을 통하여 검증하는 것은 많은 비용과 시간이 소요되어 제한이 따른다. 최근에는 구성품의 조합 변경이나 국부적인 설계변경이 연소기 성능에 미치는 영향을 파악하고자 CFD(Computational Fluid Dynamics) 해석을 통한 엔진 운용 조건별 연소특성 및 연소기 내부 구조물의 물리량 등을 예측하고 있다. 이러한 수치해석 결과로 설계변경에 따른 영향성 평가가 가능하며 개발비용의 절감과 납기 단축이 가능하다. 본 연구에서는 3차원 전산유체해석 상용 코드인 ANSYS FLUENT 15.0을 이용하여 연소기 설계점에서 스월러 형상에 따른 화염의 형상 및 구조물의 온도분포를 계산하였으며, 이를 바탕으로 향후 설계 개선방향을 검토하였다.
김신현(Shaun Kim),정승채(Seungchai Jung),조수형(Suhyeong Cho),박희호(Heeho Park) 한국추진공학회 2021 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5
본 발표에서는 한화에어로스페이스에서 개발한 항공엔진용 친환경 연소기 개발에 대해 다룬다. 전세계적으로 중요시되고 있는 기후변화 문제 해결을 위해 항공엔진에서 발생하는 배출가스 저감하는 기술이 필요하다. 국제민항기구에서 신규 개발되는 엔진에 대한 규제는 점점 심해져가고 있으며, 이 중CAEP 8 기준에 준하는 NOx, CO, HC 배출량에 만족하는 연소기 개발 과제를 완료하였다. 본 연소기는 12개의 공기충돌식 노즐로 이루어진 직류환형 연소기이며, 26.7kN 급의 추력이 발생한다. 3개의 counter-swirling 스월러로 이루어진 노즐에서 액체연료가 빠른 공기속도에 의해 효과적으로 미립화 된다. 연소기 설계 및 성능예측을 위해 전산유체역학 (CFD)가 활용되었다. 분무시험에서 선정된 노즐로 상압 연소시험이 한국기계연구원에서 수행되었고, 고압연소시험은 캐나다 National Research Council 과 한국항공우주연구원에서 수행되었다. LTO Cycle 기준 NOx, CO, HC 배출량은 각각 48.1g/kN, 90.3g/kN, 5.8g/kN이며 이는 CAEP 8 기준에 만족한다.