Numerical Analysis of Liquid Rocket Engine Heat Insulator Considering Thermal Flow Environment

열유동 환경이 고려된 액체로켓엔진의 단열재 수치해석

Liquid Rocket Engine is generally composed of extremely low and high temperature field. So that the component works properly including the electric component, the heat insulator should be applied appropriately. There are three steps. First, the heat source components should be defined and temperature field analyzed. Second, the heat transfer of pipes between the heat sources should be analyzed. Third, the components and pipes before and after applying the heat insulator should be analyzed. Finally, the optimized heat insulator depth can be calculated. In this paper, the procedure of this steps is established and investigated.

케로신과 액체산소를 사용하는 액체로켓엔진은 극저온 영역과 고온의 연소가스 영역이 공존하게 된다. 전기부품을 포함한 엔진의 각 부품의 원활한 작동을 위해서는 단열재가 적절하게 엔진에 적용되어야 한다. 본 연구에서는 이러한 액체로켓엔진의 단열재 적용방안에 대해 세단계로 나누어 고찰하였다. 첫 번째로 고온및 극저온 부품을 정의하고 영역의 온도장을 해석하는 것이다. 두 번째는 각 부품 간을 연결해주는 배관 등의 연결부품에 대한 열전달 해석을 수행한다. 세 번째로 이러한 열전달 해석을 근거로 단열기준을 설정하여 적절한 온도분포가 형성되도록 단열재를 선정하고 적용하는 것이다. 본 논문에서는 이러한 적용방안에 대한 해외사례를 고찰하고 각 단계별로 단열재 적용방안을 마련해 본다.