케로신 연료과잉 예연소기의 연소가스 물성치 예측

Prediction of Burnt Gas Properties for Kerosene Fuel-rich Preburner

케로신을 연료로 사용하는 연료 과잉 예연소기는 비평형 연소반응을 하며, 화학평형 해석으로는 정확한 연소가스 물성치 예측이 쉽지 않다. 본 연구에서는 연소 가스 물성치 예측을 위해, 예혼합 대향류 화염 해석을 수행하였다. 케로신 연료의 대표 물성치로 JP10을 선정하였으며, UC San Diego 반응 메커니즘을 사용하여 초임계 조건에서 비평형 연소해석을 수행하였다. 안정적인 화염 확보를 위해 예혼합 추진제의 대향류 화염을 가정하였으며, Huzel의 실험 결과에 비해 온도가 높게 예측 되었다. 이에 따라 비열, 비열비, 분자량 결과에서 차이를 보였으나 화학평형 결과에 비해 실험값과 더 유사한 경향을 보였다.

A Fuel-rich preburner using kerosene fuel is operated in a non-equilibrium condition and a prediction of burnt-gas properties is not easy from a chemical equilibrium analysis. A premixed counter-flow flame analysis was conducted for the prediction of burnt-gas properties. JP10 was selected for a representative kerosene fuel and a non-equilibrium combustion analysis was accomplished in supercritical condition using UC San Diego reaction mechanism. The premixed counter-flow flame was assumed for stationary and stable flame, and the temperature result in present study was overestimated rather than the experimental results from Huzel. From the difference of the temperature result, other properties, heat capacity, specific heat ratio and molecular weight had some differences against the experimental results. Moreover, the present results was more similar to the experimental results than those of the equilibrium analysis.