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오성균(Sungkyun Oh),도형록(Hyungrok Do) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
고온 및 고압 상태에서 연소는 높은 최대 출력, 추력, 혹은 고효율 기관의 필수적인 요소이며 이를 위해 이에 상응하는 압력 조건에서 연소 현상 및 안정성의 정량적인 계측과 연구가 필요하다. 서울대학교에서 최대 50bar, 800K로 예열된 고압 공기를 주입하는 난류 제트 연소를 구현하는 연소실의 설계를 완성하였다. 본 연구용 연소기는 일반적인 캔 형상의 가스터빈 연소기를 토대로 설계되었으며 바이패스 공기가 흐르는 외부 케이싱 및 내부 라이너의 2중 구조로 구성된다. 가압되어 공급되는 주 연소 공기는 선회기를 거쳐 난류 화염이 안정화되며 혼합기는 부분적으로 예혼합되어 반응한다. 본 연소실은 고압 난류 제트 연소를 주입 공기 유량을 최대 176L/min(50 bar 기준 171 g/s)으로 구현하며 차세대 고압 가스터빈 엔진의 운전 조건을 실현할 수 있다. 연소기로 주입되는 연소 공기는 전체 공기 유량의 22%(총 공기 유량 768g/s)이며 추가적인 바이패스 공기가 전체 유량의 67%로 주입되어 라이너 냉각과 연소 공기를 희석시킨다. 본 논문에서는 연소기의 설계와 주요 부품 및 기능들이 소개되어있다. Operating combustors under high pressure and high temperature condition is essential for practical applications to achieve the highest possible power, thrust, and/or thermal efficiency. Accordingly, it is important to quantitatively measure and intensively investigate the combustion dynamics and stability in the relevant high pressure combustion environments. Therefore, a newly designed combustion chamber for high-pressure combustion research that accommodates partially premixed and swirl stabilized turbulent flames with wide optical-access windows is under construction at SNU. This lab-scale gas turbine combustor can burn fuels at up to 50 bar and 800 K at the intake being capable of reproducing operation conditions of current and next-generation high-pressure gas turbine combustors. Main combustion air flow rate is set to 176 L/min (approximately 171 g/s at 50 bar) that is approximately 22% of the total air flow rate (768 g/s at 50 bar), and the bypass air (67% of the total air flow) cools the liner and dilutes the high temperature combustion products. Detail designs and functions of the individual components are briefly introduced in this paper.
분무 화염에서의 당량비 및 액적 특성의 피드백 제어를 위한 레이저 점화 및 분광 측정 연구
이석환(SeokHwan Lee),도형록(Hyungrok Do),여재익(Jai-jck Yoh) 한국연소학회 2015 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.2015 No.5
The simultaneous laser ignition and laser-induced breakdown spectroscopy(LIBS) on a spray flame have been conducted for developing a feedback control system. In parallel with the laser ignition, the equivalence ration and droplet characteristics such as concentration, size, and distribution of spray combustion are simultaneously obtained. The present results suggest a feedback controller of spray combustion that uses a single laser source for both optical ignition and subsequent breakdown for spectroscopy of two-phase spray.
강경래(Kyungrae Kang),송성진(Seung Jin Song),도형록(Hyungrok Do) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
스크램제트 격리부는 기본적으로 후류의 연소반응에 의한 교란이 상류로 전파되는 것을 막아 흡입부 및 격리부에 형성되는 충격파가 안정적으로 형성될 수 있게 한다. 이러한 격리부 내부에는 흡입구에서 부터의 충격파, 그리고 점성유동의 특징인 경계층 발달의 영향이 공존한다. 이렇게 충격파 및 경계층이 모두 존재할 경우 둘의 상호작용에 의해 내부 유동장의 형태가 결정되며, 상호작용을 선택적으로 강화 혹은 약화시킴으로써 내부 유동상태량, 더 나아가 유동구조를 크게 변화시킬 수 있다. A isolator of a scramjet engine prevents downstream disturbances resulting from combustion reactinons from propagating upstream so that shockwave inside the inlet and the isolator can be formed stably. Inside the isolator, there exists shockwave and boundary layer at the same time, and the interaction between shockwave and boundary layer hugely influences flow structure inside the isolator. By strengthening or weakning the interaction, the flow properties, and also flow structure can be altered significantly.