A Study on the Nozzle Flow in the Sub-scale High-Altitude Test

축소형 고공환경모사 시험에서의 노즐 유동에 관한 연구

In this study, numerical and experimental studies on the nozzle flow in a sub-scale cold flow test were conducted to simulate high altitude condition. In the theoretical calculation, the temperature of the nozzle outlet is calculated to be lower than the liquefaction point, and the fluid exists at the phase change point. Also, numerical analysis result is higher than theory calculation but lower than liquefaction temperature. As a result of cold flow test, it was confirmed that the temperature was much higher than theory and analysis. This is because it assumed that it is adiabatic in the theoretical calculation, but the experiment in the actual environment is not the adiabatic but the heat exchange with the outside exists.

본 연구에서는 고공환경을 모사하는 축소형 상온 시험에서의 노즐 유동에 관한 수치적, 실험적 연구를 진행하였다. 이론 계산에서는 노즐 출구의 온도가 액화점보다 낮게 계산이 되어 유체가 상변화 지점에서 존재하게 된다. 또한 수치해석 결과 이론 계산보다 높지만 액화되는 온도보다는 낮았다. 실제 환경에서의 검증을 위하여 상온 시험을 한 결과 이론과 해석보다는 월등히 높은 온도로 확인되었다. 이는 이론 계산 시 단열이라고 가정을 하며 문제를 풀지만 실험은 단열이 아닌 외부와의 열 교환이 일어나게 된다. 결과적으로 상온 시험 할 때에 상변화 지점보다 높은 온도인 것을 확인하였다.