액체스월-기체제트 동축 분사기의 분무특성

Spray characteristics of liquid-swirl/gas-jet coaxial injectors

우주발사체용 액체추진기관 개발에 있어서, 분사기는 연소성능과 안정성을 결정짓는 매우 중요한 요소로써 이에 대한 분무특성 이해는 필수적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서 알아보고자 하는 분사기는 중앙에서 기체산화제를 제트로 분사하고 외부에서 액체연료를 와류(스월)형으로 분사하는 형태이다. 분무형상은 리세스별로 CCD 카메라를 이용한 직접사진기법을 통해 측정하였다. 실제 연소조건과의 모사를 위해 기체질소와 물을 사용하였고, 운동량비를 주요 상사인자로 두어 대기압 수류 시험조건을 도출하여 분무특성을 알아보았다. 또한 기체-액체 운동량비의 영향을 알아보기 위한 연구가 추가적으로 이루어졌다.

In the development of Liquid Rocket Engine(LRE) systems, it is essential to understand the spray characteristics which influence mainly the performance and the stability of combustion. The injectors for this study have a recessed Liquid-swirl/Gas-centered jet coaxial type. For the similarity with actual conditions, the experimental conditions are calculated by using the momentum ratio as a matching parameter, and the stimulants of fuel and oxidizer are gaseous nitrogen and water respectively. The spray fields were measured by means of a photographic technique. Moreover, an effect of the momentum ratio has been investigated.