모사 냉각채널을 이용한 케로신 열전달 특성에 대한 실험적 연구

Experimental Study on Kerosene Heat Transfer Characteristics Using Simulating Cooling Channels

탄화수소계열의 연료를 사용하는 액체로켓엔진에서 높은 열유속으로 인해 연소실 벽면이 구조적으로 손상 및 변형되는 것을 방지하기 위하여 연소실 벽면의 냉각은 필수적이다. 여러 가지 방법 중 연료를 냉각제로 사용 후 연소과정에 투입시키는 재생냉각 방식은 엔진 성능을 높여준다. 본 연구는 구리 단면적, 채널 내 유속, 채널에 가해지는 전류를 변화시켜 냉각제로 사용하는 케로신의 열전달 특성에 대해 알아보았다. 채널의 구리 단면적이 작을수록, 케로신의 유속이 빠를수록 대류 열전달이 빠르게 일어남을 알 수 있었다.

In a liquid rocket engine using hydrocarbon fuels, cooling of the combustion chamber wall is necessary to prevent the combustion chamber wall from melting or structurally deforming due to high heat flux. Among the various methods, regenerative cooling, which uses fuel as a coolant and then injects it into the combustion process, has good performance. This study investigated the heat transfer characteristics of kerosene as a coolant by varying the copper cross-sectional area, the flow rate in the channel, and the current applied to the channel. Convective heat transfer occurred rapidly when the cross-sectional area of the copper channel was small and when the kerosene flow velocity was fast.