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산화제유속 구간에서의 HDPE 및 Paraffin 연료의 연료농후가스 O/F비 특성
한승주(Seongjoo Han),류성훈(Sunghoon Ryu),김진곤(Jinkon Kim),강태곤(Teagon Kang),문희장(Heejang Moon),김준형(Junhyung Kim),고승원(Seung Won Ko) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회지 Vol.20 No.6
Multi-port HDPE and Paraffin firing tests are conducted for hybrid gas generator application of a ducted rocket in the low oxidizer mass flux range. A fuel rich gas of O/F ratio from 0.3 to 0.8, a typical O/F operating range of a ducted rocket gas generator, have been achieved with paraffin fuel implying that the hybrid system can be a potential candidate. It was also found that an almost constant O/F ratio regime exists under 35 kg/㎡s of the oxidizer mass flux, opening a possibility for the paraffin fuel toward the VFDR gas generator application.
윤원재(Wonjae Yoon),안규복(Kyubok Ahn),김현웅(Hyun Wung Kim),방정석(Jeong Seok Bang) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
유동 방향이 서로 반대인 동축 와류형 분사기에 대한 실험적인 연구를 수행했다. 일반적으로 액체로켓엔진에 사용되는 동축 와류형 분사기는 두 분사기가 같은 방향으로 회전하여 그에 따른 두 유체의 상호작용으로 인해 분무특성이 나타나게 된다. 이 연구에서는 서로 반대되는 유동방향이, 분무각과 유량계수와 같은 분무특성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 역방향 동축 와류형 분사기를 설계, 제작한 뒤 수류실험을 진행했다. 분무각과 유량계수 모두 두 유체가 분사기 내부에서 혼합될 때 유동방향에 따른 영향을 받았다. 두 유체를 함께 분사하는 혼합분사에서, 내부 혼합영역에서 분무각은 O/F비의 증가 따라 크게 감소하였다. 유량계수 역시 O/F비가 증가함에 따라 바깥쪽 분사기의 유량계수가 단일 분사일때의 유량계수보다 감소함을 확인할 수 있었다. 이 결과를 통해 동축 와류형 분사기의 유동방향 역시 분무특성에 큰 영향을 줌을 확인할 수 있었다. An experimental study of bi-counter swirl injector was performed to investigate the spray characteristics such as spray angle and discharge coefficient in this study. Generally bi-swirl injector which is a special type injector for a liquid rocket engine is manufactured co-swirl direction but this study focused on the reverse flow direction of each swirl injectors. Both spray angle and discharge coefficient affected by the interaction of crashed two fluids in tip mixing and internal mixing region. Spray angle was greatly decreased in bi-injection as O/F ratio increase, and discharge coefficient of outer injector decreased by O/F ratio in tip and internal mixing region compared to solo injection. From the results, it was found that fluid direction was affected on the spray characteristics of bi-swirl injector.
접선형 산화제 주입기의 운동량비에 따른 End-Burning 하이브리드 연소기의 연소유동장 해석
민문기(Moon-Ki Min),김수종(Soo-Jong Kim),김진곤(Jin-Kon Kim),문희장(Hee-Jang Moon) 한국추진공학회 2007 한국추진공학회지 Vol.11 No.2
In this study, combustion fields of the end-burning hybrid combustor with tangential oxidizer injectors are examined. Momentum ratio of oxidizer is used as a main parameter to analyse the combustion efficiency with temperature, pressure, swirl velocity and mixture fraction field. It was found that as momentum ratio decreases the overall combustion efficiency is enhanced with the pressure field being insensitive to momentum ratio keeping quasi-uniform distribution. Irrespective to the momentum ratio, annular hot region commonly occurred in the upper combustion chamber where this phenomenon was left for a future improvement to be followed.
다중 홀 핀틀 인젝터와 연속형 핀틀 인젝터의 연소성능 비교
남정수(JeongSoo Nam),이건웅(KeonWoong Lee),구자예(JaYe Koo) 한국항공우주학회 2022 韓國航空宇宙學會誌 Vol.50 No.3
핀틀 인젝터는 추진제 분사면적 조절이 가능하기 때문에 추력제어에 가장 적합한 인젝터이다. 그에 따라 본 논문에서는 액체산소와 기체메탄을 사용하여 다중 홀 핀틀 인젝터와 연속형 핀틀 인젝터의 연소시험을 수행하였다. 특성속도효율로 두 핀틀의 연소성능을 확인하였고, O/F와 연소실 압력에 따라 두 파라미터가 유사한 조건에서 실험결과를 비교하였다. 개도(산화제 분사면적)가 100% 추력조건일 때 다중 홀 핀틀의 효율이 연속형 핀틀보다 다소 높은 결과를 나타내었다. Pintle injector is the most suitable injector for thrust control because it can control the area of propellant injection. Accordingly, the combustion test of multiple hole pintle injector and continuous type pintle injector was carried out in this paper using liquid oxygen and gas methane. The combustion performance of the two pintles was verified with the characteristic speed efficiency, and the experimental results were compared according to the O/F and combustion chamber pressure and under similar conditions. The efficiency of the multi hole pintle was generally somewhat higher than continuous pintle when pintle opening distance(the area of dispensing oxidizer) was in a 100% thrust condition.
김수종(Soojong Kim),조정태(Jungtae Cho),김기훈(Gihun Kim),김학철(Hakchul Kim),우경진(Kyongjin Woo),이정표(Jungpyo Lee),문희장(Heejang Moon),성홍계(Honggye Sung),김진곤(Jinkon Kim) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.5
하이브리드 로켓에서 파라핀계 연료의 연소 특성을 HDPE 연료와 비교하였다. 순수 파라핀 왁스를 사용한 경우 후퇴율은 HDPE에 비해 12.1배로 매우 빠른 후퇴율을 보였으나 특성 속도는 매우 낮았다. 순수 파라핀에 10 wt%의 LDPE를 블렌딩한 연료의 경우 순수 파라핀에 비해 후퇴율이 감소한 반면 HDPE에 비해서는 3.5배로 빠른 후퇴율을 보이면서도 특성속도는 증가되었다. 이를 통해 순수 파라핀에 폴리머계 연료를 블렌딩함으로써 연소 효율을 개선할 수 있음을 확인하였다. Combustion characteristics of the paraffin-based hybrid rocket fuel were compared with HDPE fuel. Regression rate of the pure paraffin wax was increased 12.1 times, but characteristic velocity was lower than HDPE. In case of parafffin fuel with 10%wt LDPE, regression rate was lower than pure paraffin wax, but regression rate compare with HDPE was increased 3.5 times and characteristic velocity was increased. According to these results, it was confirmed that blending of polymeric fuel improves combustion efficiency.
이상봉(SANG BONG LEE),이억수(EUK SOO LEE),김시영(SI YEOUNG KIM) 한국해양공학회 2001 韓國海洋工學會誌 Vol.15 No.3
With uniform heat generation within the wall of the cylinder placed in a cross flow, heat flows by conduction in the circumferential direction due to the asymmetric nature of the fluid flow around the perimeter of the cylinder. The circumferential heat flow affects the wall temperature distribution to such an extent that in some cases significantly different results may be obtained for geometrically similar surfaces. In the present investigation, the effects of circumferential wall heat conduction on local convective heat transfer is investigated for the case of forced convection around horizontal cylinder in cross flow of air. Two-dimensional temperature distribution Tw(r, θ) is presented through the numerical analysis. The one-dimensional and two-dimensional solutions are in good agreement with experimental results of local heat transfer coefficients.
비연소성 다이아프램을 적용한 하이브리드 연소기의 연소 특성 연구
문근환(Keunhwan Moon),김학철(Hakchul Kim),이선재(Sunjae Lee),최원준(Wonjun Choi),이정표(Jung-pyo Lee),문희장(Heejang Moon),성홍계(Honggye Sung),김진곤(Jinkon Kim) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.5
비연소성 다이아프램을 장착한 하이브리드 연소기에서 후퇴율 및 연소효율 특성에 관한 연소 실험을 수행하였다. 실험결과 다이아프램을 장착한 경우 후퇴율 및 연소효율이 증가하였으며, 연료포트 직경과 다이아프램 내경의 단차가 클수록 후퇴율 및 연소효율이 증가하였다. 또한 다이아프램으로 인한 연소율 변화를 표현할 수 있는 후퇴율 관계식을 제안하였다. The hybrid combustion experiments using non-combustible diaphragm were performed for characteristic of regression rate and combustion efficiency. Results of experiments using diaphragm were showed that the regression rate and efficiency were increased. In addition, the larger difference between fuel grain port and diaphragm port increase the regression rate and efficiency. The modified regression rate equation was proposed with the port area ratio of fuel and diaphragm.
하이브리드 로켓에서의 연료포트 직경에 따른 연소특성에 관한 연구
이정표(Jung-Pyo Lee),조정태(Jungtae Cho),김기훈(Gihun Kim),김수종(Soojong Kim),김학철(Hakchul Kim),우경진(Kyoungjin Woo),문희장(Heejang Moon),성홍계(Honggye Sung),김진곤(Jinkon Kim) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11
원통형 형상의 연료 그레인을 적용한 하이브리드 추진 시스템에서 연료포트 초기 직경에 따른 연소특성을 고찰하였다. 산화제에 따라 달라지는 연료포트 직경에 따른 연소특성 변화를 알아보고자 산화제로는 GOX와 GN2O를 적용하였고, 고체연료로는 PE를 적용해 실험을 수행하였다. 동일 산화제 유량에서 산화제와 상관없이 고체연료의 초기 포트직경이 커짐에 따라 연소량이 감소함을 확인했고, 산화제로 GN2O를 적용한 경우가 산화제로 GOX를 적용한 경우보다 연료포트 초기 직경에 따른 연소량 차이가 줄어듦을 확인하였다. Combustion Characteristic with initial port-diameter of fuel was studied in hybrid propulsion system using cylindrical single port-grain. In order to understand a variation of combustion characteristic with initial port-diameter, experimental studies were performed with the GOX and GN2O as oxidizer, and PE as fuel. As results, burning rate decreased with increase of initial port-diameter of fuel. And the variation of burning rate with using GN2O is smaller than using GOX.