Abstract
In the present paper, computational studies on the hydrodynamic behavior of the inducer for the rocket-engine turbopump are presented including the effect of the mass flow rate. As the mass flow rate is increased, the inducer showed better performance with weak back flows which may have deleterious effects upon the anti-cavitation ability. But the adopted inducer showed low head rise with high volume flow rates, which may be caused by the small passage area near the trailing edge. The static pressure distributions at the shroud surface are compared with experimental results showing very good agreements except near the leading edge where strong back flows are present. The overall performance of the inducer such as, efficiency, head rise is also compared with experiments. The computational results are generally in good agreements with experimental ones near the design point, but two results show discrepancy at the high flow rate.
액체로켓용 터보펌프 인듀서에 대한 수치해석적 연구가 수행되었다. 5,000RPM 및 6,000RPM의 회전속도 조건에서 여러 가지 유량조건에 대하여 수치해석이 수행되었다. 이에 대한 입구유동각, 쉬라우드 표면 정압분포, 수두 및 효율에 대한 분석이 수행되었으며, 실험값과 비교하였다. 쉬라우드 정압의 분포는 실험과 비교하여 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었으나, 입구의 역류가 심한 지역에서는 실험값과 차이를 보였다. 전체성능, 즉, 수두 및 효율은 대체로 실험값과 잘 일치하였지만, 유량계수 0.08이상의 고유량에서 계산값이 실험치에 비하여 낮게 예측하는 것이 확인되었다. 본 연구에 채택된 인듀서의 경우, 유량계수가 0.074일 경우에 수력성능이 최고가 되었으나, 유량계수가 0.085이상에서 입사각이 양의 값을 가지게 되었다. 흡입성능의 측면에서는 입사각이 양의 값을 가지는 것이 권장되므로 설계자는 성능과 흡입성능에서 적절한 유량계수를 선택하여야 할 것이다.
