An Experimental Study of Shock Wave Effects on the Model Scramjet Combustor

모델 스크램제트 연소기에서 충격파 영향에 대한 실험적 연구

An experimental study was carried out in order to investigate the effect of shock waves on the supersonic hydrogen-air jet flames stabilized in the Mach 2.5 model scramjet combustor. This experiment was the first reacting flow experiment interacting with shock waves. Two identical $10^{\cire}$ wedges were mounted on the diverging sidewalls of the combustor in order to produce oblique shock waves that interacted with the flame. Schlieren visualization pictures, wall static pressures, and combustion efficiency at two different air stagnation temperatures were measured and compared to corresponding flames without shock wave-flame interaction. It was observed that shock waves significantly altered the shape of supersonic jet flames, but had different effects on combustion efficiency depending on air temperatures. At the higher air stagnation temperature and higher fuel flow rates, combustion of efficiency showed a better result.

마하수 2.5인 모델 스크램제트 연소기내에서 초음속 수소-공기 화염에 대한 충격파의 영향을 실험적으로 연구하였다. 본 실험은 충격파가 초음속 화염에 미치는 영향을 연구한 최초의 실험연구이다. 동일한 모양과 크기의 $10^{\cire}$ 쐐기를 연소기 팽창 벽면에 각각 부착시켜 평면경사충격파를 발생시켰고 충격파가 화염에 미치는 영향을 연구하였다. 쉬릴렌 가시화 사진과 벽면정압, 그리고 두개의 다른 공기온도에서의 연소효율을 측정하였으며, 충격파가 없는 경우와 비교하였다. 충격파에 의해서 화염 모양은 크게 변화하였다. 연소효율은 공기온도에 따라 상이한 결과를 보였는데 공기정체온도가 증가하고 연료유량이 증가한 경우에 충격파에 의한 연소효율은 더 좋은 결과를 보였다.