Dynamic Characteristics of Coaxial Swirl-Jet Injector with Acoustic Excitation

동축형 스월-제트 인젝터의 음향가진에 따른 동특성

In this study, the injector transfer function (ITF) of a gas-gas coaxial jet-swirl injector is measured by applying excitation to jet or swirl flow using a loudspeaker. As a result of measuring the ITF according to the variation of feed system length, the ITF peak occurs at the resonance frequency of the space where the perturbed flow passes. When applying the excitation to the jet flow, as the jet flow increases up to 56 slpm, the magnitude of ITF decreases, and ITF increases thereafter. Therefore the larger the velocity difference between the jet and the swirl flow, the larger the ITF. In the case of the swirl excitation, the ITF decreases as the jet flow increases because of the decrease of the energy with respect to the constant flow at the downstream. This difference is caused by the location of the hot wire anemometer on the downstream of the injector center axis.

본 연구에서는 스피커를 사용하여 Jet와 Swirl 유동에 각각 가진을 가함으로써 기체-기체 동축형 제트-스월 인젝터의 Injector transfer function (ITF)을 측정하였다. Feed system의 길이를 변화시켜감에 따라 ITF를 측정한 결과 섭동이 가해진 유동이 흐르는 공간의 공진주파수에서 ITF의 peak가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. Jet 유동을 변화시키면서 Jet 유동에 가진을 줄 때, ITF의 크기는 감소하다가 56 slpm 이후부터는 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, Jet와 Swirl 유동의 속도차가 클수록 ITF의 크기가 커지는 것을 확인할 수 있었다. Swirl 가진 시에는 Jet 유동이 증가함에 따라 ITF가 감소하는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 후단에서 일정 유량 대비 가진 에너지가 감소하기 때문이며, 이러한 차이는 후단의 Hot wire anemometer가 인젝터 중심축에 위치하기 때문이다.