저주파 압력섭동에서 글로브 제어밸브의 유효 단면적에 따른 임피던스 특성 변화 해석

an Analysis of the Variation on the Impedance Characteristic according to Effective Area of Globe Control Valve at Low Frequency Perturbation

본 논문에서는 액체로켓에서 추력제어를 위해 주로 사용되는 글로브 제어밸브의 대해 주기적인 저주파 압력섭동에서 유효 단면적에 따라 변하는 임피던스 특성에 관해 해석적 연구를 수행하였다. 유효 단면적에 따라 임피던스가 증가하는 경향을 확인하였으며, 유동장 가시화를 통해 임피던스 특성 변화를 일으키는 원인에 대해 알아보았다. 향후 제어밸브의 임피던스 특성변화의 관한 정보는 공급 시스템의 임피던스를 구하는데 활용될 수 있기 때문에 포고 현상 예측의 활용될 수 있을 뿐만 아니라 포고 현상 감소를 위해 완충기 및 오리피스를 설계할 때도 도움이 될 것이다.

In this paper, Analytical study is carried out on the impedance characteristics of the globe control valve, which is mainly used for thrust control in liquid rockets, according to the effective area at low frequency perturbation. The impedance tends to increase according to effective area and the cause of impedance characteristic change through flow field visualization is investigated. In the future, the information on the change in the impedance characteristics of the control valve can be used to obtain the impedance of the supply system and it can be utilized to predict pogo phenomenon as well as design accumulator and orifice to reduce the pogo phenomenon.