Heat Flux Evaluation of KSR-III Sub-scale Chamber

KSR-III 축소형 연소기의 열유속 평가

  • Published : 2004.03.01

Abstract

A water-cooled calorimeter chamber with 8 cooling channels based on KSR-III sub-scale chamber has been designed and manufactured. One dimensional empirical correlation has been used at the design stage and full three-dimensional CFD analysis has been conducted to confirm the cooling condition for hot fire test is safe. Predicted heat flux is accurate around the nozzle throat when the thermal resistance of carbon deposit is considered. However relatively large difference is observed in chamber part.

KSR-III 축소형 연소기를 원형으로 하는 8채널 형태의 물냉각 칼로리미터를 설계/제작하였다. 설계는 1차원 경험식을 이용하였으며 시험전에 3차원 전산유동해석을 수행하여 연소시험을 위한 냉각 조건의 안전성을 확인하였다. 탄소침착물의 단열효과를 고려할 경우 노즐목 부근에서 예측한 열유속이 정확성을 가지는 것으로 확인되었으며 연소실 부근에서는 상대적으로 큰 오차를 보였다.

Keywords

References

  1. P.A. Masters, E.S. Armstrong, and H.G. Price, High-pressure calorimeter chamber tests for liquid oxygen/kerosene (LOX/RP-l) rocket combustion, NASA Technical Paper 2862, 1988
  2. A. Kumakawa, M. Sasaki, K. Sato, H. Tamura, F. Ono, H. Sakamoto and N. Yatsuyanagi, 'Hot gas side heat transfer characteristics of LOX/H2 and LOX/HC type propellants,' NAL-TR-I062T, 1990
  3. 채연선 외, 3단형 과학로켓 개발 사업(I), 한국항공우주연구원, 1998
  4. 조원국, 문윤완, '축소형 칼로리미터의 냉각 성능 핵석', 한국추진공학회지 제7권 제3호, 2003, pp.8-14
  5. Huzel, D.K. and Huang, D.H., Modern engi-neering for design of liquid-propellant rocket engines, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., 1992
  6. Fluent v.5 User's Guide, 1998
  7. 박계승, 김유, 김태한, '액체로켓엔진 추력실의 재생냉각에 관한 실험적 연구 (I)', 한국추진공학회지 제7권 제2호, 2003, pp.54-61