Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회지)

The Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회)
권호 표지

Axisymmetric Thermal Analysis of 3D Regenerative Cooling System

3차원 재생 냉각 시스템의 축대칭 열해석

  • 김성인 (한국원자력연구소 유체공학연구부) ;
  • 박승오 (한국과학기술원 항공우주공학과)
  • Published : 2006.06.01
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Abstract

Axisymmetric numerical thermal analysis for a 3-dimensional regenerative cooling system in a rocket engine is carried out. To predict the accurate heat transfer with the stiff temperature distribution, several tests have been conducted for the grid size, the properties variation of the coolant and the combustion gas depending on temperature. The axisymmetric heat flux model is defined using fin efficiencies and is designed to be equivalent to the heat flux of the 3-dimensional coolant channel. For comparison purpose, the 1-dimensional analysis using Bartz equation is also conducted. The performance of the present model in predicting the cooling characteristics of a 3-dimensional regenerative cooling system is compared with the 3-dimensional results of RTE(Rocket Thermal Evaluation). It is found that the present method predicts much closer results to those of RTE code than 1-dimensional analysis.

3차원 냉각 채널을 가지는 재생 냉각 시스템에 대하여 축대칭 열유속 모델을 이용한 축대칭 열해석을 수행하고자 하였다. 연소실 벽면에서의 급격한 온도 분포 및 열전달량을 정확히 모사하기 위한 격자 테스트 수행하고, 냉각재와 연소 가스의 온도에 따른 물성치 변화가 냉각 성능 예측에 미치는 영향들을 살펴보았다. 핀효율을 이용한 축대칭 열유속 모델이 3차원 냉각 채널에서의 열전달량과 동일한 열전달량을 나타낼 수 있도록 정의하였다. 제안된 모델을 이용한 축대칭 해석 결과가 1차원 해석 모델보다 우수하며 3차원 해석 결과에 근접한 온도 분포를 보임을 확인하였다.

Keywords

References

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