Investigation of the Cryogenic Oxidizer Tank Inner Phenomena of Pump-fed Liquid Rocket Engine Propulsion System

터보펌프식 액체추진기관에서의 극저온 산화제 탱크 내부 현상 고찰

In case of liquid rocket using turbopump, the inner pressure of liquid oxygen tank is maintained low, so vaporization of LOX is generally occurred. This vaporization tendency increases as the inlet helium gas temperature is higher. For estimating the amount of helium in the rocket system, the LOX vaporization phenomena should be carefully considered. In this paper, Inner process of LOX tank is analyzed by two phase flow modeling. the vaporization rate and required Helium mass is investigated with varying inlet helium temperature and heat transfer coefficient.

터보펌프식 기체 공급계의 액체산소 탱크는 저압이 유지됨에 따라 탱크 내에서 추진제의 기화가 활발히 이루어지게 되며, 이러한 경향은 가압 기체의 온도가 높아짐에 따라 커지게 된다. 가압헬륨의 충진량을 결정하기 위해서는 이에 대한 정밀한 해석이 필요하다. 본 연구에서는 탱크내의 유동현상을 이상유동(two phase flow) 형태로 모델링 하여 탱크 내에서의 액체산소의 증발현상에 대하여 고찰하고 가압기체 온도 및 표면 열전달 계수에 따른 필요 헬륨 가스량을 예측한다.