한국추진공학회지 (Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers)

  • 제4권1호
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  • Pages.30-35
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  • 2000
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  • 1226-6027(pISSN)
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  • 2288-4548(eISSN)
한국추진공학회 (The Korean Society of Propulsion Engineers)
권호 표지

2유체 동축인젝터의 공급 운동량비가 화염부상거리에 미치는 영향에 관한 실험적 연구

The Experimental Study on the Lift-off Height due to Momentum Ratio in Swirl-Coaxial Injector

  • 문일윤 (한국항공우주연구소) ;
  • 김유 (충남대학교 기계공학과) ;
  • 박희호 (충남대학교 기계공학과) ;
  • 김선진 (청양대학 소방안전관리과)
  • Moon, I.Y. (Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Kim, Y. (Chungnam National University, Dept. of Mechanical Engineering) ;
  • Park, H.H. (Chungnam National University, Dept. of Mechanical Engineering) ;
  • Kim, S.J. (Chongyang Provincial College, Dept. of Fire Safety)
  • 발행 : 2000.03.01
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초록

$GO_2$/kerosene을 추진제로 하는 로켓엔진 개발에 사용된 swirl-coaxial injector의 점화초기 및 소염시에 발생하는 파손 원인을 규명하고자 실험용 인젝터를 제작하여 추진제간의 운동량비를 1-12 범위에서 변화시켜가며 화염 부상 거리를 실험적으로 측정하였다. 실험에 사용된 인젝터는 kerosene을 인젝터의 중심에서 접선형 선회기를 통하여 분사되도록 하였으며 그 주위로 $GO_2$를 연소실의 축방향에 수평하게 분사되도록 설계하였다. 연소압을 대기압으로 하여 실험하였으며, 캠코더로 촬영된 이미지로부터 화염의 순간상들을 얻어 측정한 후 이를 평균하여 화염부상거리를 구하였다. 본 연구에서는 추진제간의 운동량비 증가에 따라 화염 부상 거리가 증가함을 알 수 있었으며, 추진제간의 운동량비가 과다하게 커지는 경우 분무에 간섭을 일으켜 인젝터 파손의 원인이 됨을 알 수 있었으며, 안정적인 연소시스템 및 인젝터 설계를 위해서는 점화초기 및 소염시 추진제의 공급운동량을 제어할 수 있는 제어시스템이 필수적임을 알 수 있었다.

The experimental study on the lift-off height of diffusion flames was conducted to investigate the damage of swirl-coaxial injector used in $GO_2$/kerosene rocket engine during initial stage of ignition. To investigate the causes of damage and to prevent further damage of the injector, experimental injector was designed and hot fire tests were performed with varying propellant momentum ratio($\frac{Momentum of {GO_2}}{Momentum of Kerosene}$) from 1 to 12. In experimental coaxial injector, kerosene is sprayed from the central nozzle with swirl and $GO_2$ sprayed around the kerosene nozzle in the direction parallel to the axis of combustion chamber. Chamber pressure are close to the atmospheric condition. Lift-off height was measured by still images from camcoder and average values were used as data.

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