Soot 생성을 고려한 가스발생기의 Kerosene/LOx의 비평형 화학반응 모델링

Modeling of Non-Equilibrium Kinetics in Gas Generator including Soot Formation

액체 로켓 엔진의 가스발생기는 터빈 블레이드의 열적 손상을 막기 위해 온도의 제한이 있으며 이를 위해 농후 또는 희박 연소를 하게 된다. 따라서 비평형 화학 반응이 주로 발생하며 이를 해석하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 케로신과 액체산소를 추진제로 하는 가스발생기에 대하여 Dagaut이 제안한 상세 화학 반응 단계를 사용하여 완전 혼합 반응기 연소 모델의 수정을 통해 계산하였으며, Frenklach의 soot 모델을 적용하여 예측 결과의 몰 분율, 가스 물성치 등의 결과에 대한 개선 방향을 제시하였다.

Gas generator should be adopted either fuel rich or oxidizer rich combustion because of the temperature restriction to avoid any possible thermal damages to turbine blade. This study focuses to model the non-equilibrium chemical reaction of kerosene/LOx with detailed kinetics developed by Dagaut using Perfectly stirred reactor(PSR) assumption. To predict more reliable species fraction and other gas properties, Frenklach's soot model was added to Dagaut's detailed kinetics.