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초음속 유동장 내 플라즈마 토치를 사용한 강제 점화 특성
김채형(Chae-Hyoung Kim),정인석(In-secuk Jeung),최병일(Byoungil Choi),토시노리 코오치(Toshinori Kouchi),고로 마쓰야(Goro Masuya) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.5
마하 2의 초음속 풍동 장치에서 벤트 혼합기를 사용하여 혼합?연소실험을 수행하였다. 혼합실험에서는 헬륨을 사용하였고, 연소실험에서는 수소와 플라즈마 토치를 사용하여 연소 특성을 연구하였다. 혼합실험에서는 벤트 혼합기에 의해 수직분사임에도 불구하고 후류 혼합층에 많은 연료가 잔존하였다. 연소 실험의 경우 낮은 온도의 초음속 유동에서 플라즈마 토치를 사용한 점화와 연소되지 않은 연료-공기 혼합물의 충격파 유도 연소가 후류 영역에서 발생하였다. 열질식이 일어난 경우, shock train이 발생하며 이는 연소기내 연소 불안정성을 유도한다. Mixing and combustion experiments with a vent slot mixer were performed in Mach 2 supersonic wind tunnel. Helium and hydrogen gases each were used for the mixing and the combustion experiment with a plasma jet (PJ) torch. The vent slot mixer holds plenty of fuel in the downstream mixing region, even though the fuel is transversely injected. In case of the combustion, the injected fuel is ignited by the PJ torch, and then unburned mixture is burned by shock-induced combustion downstream. Thermal choking in the combustor leads to shock trains in the isolator, causing the unstable combustion.
벤트 혼합기를 사용한 스크램제트 엔진의 연소모드에 대한 실험적 연구
김채형(Chae-hyoung Kim),최병일(Byoungil Choi),정인석(In-secuk Jeung),마쯔바라 요시노리(Matsubara Yoshinori),토시노리 코오치(Toshinori Kouchi),고로 마쓰야(Goro Masuya) 한국연소학회 2009 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.38
The supersonic combustion experiment using both step mixer(SM) and vent slot mixer(VSM) has conducted in Tohoku university in Japan. Inflow Mach number was about 2 and a plasma torch was used as a igniter and flameholder. Hot recirculation zone, which was generated ahead of the plasma torch, induced the ignition and combustion. Combustion modes could be classified into three; weak combustion, supersonic combustion, and dual-mode combustion. Transition from supersonic combustion to dual-mode combustion in the supersonic combustor could be designed using Billig's empirical equation. At dual-mode combustion condition, unstable pressure which has developed from the isolator generally affected the combustion conditions in the combustor. However, the vent of VSM prevented the propagation of disturbance from the isolator and has improved the air-hydrogen mixing and combustion efficiency in the supersonic combustor.