Abstract
Minimization of nozzle induces many flow losses in micro-propulsion system. In this study, we studied about thermal transpiration based micro propulsion system to overcome these losses. Thermal transpiration device(Knudsen pump) having no moving parts can self-pump the gaseous propellant by temperature gradient only (cold to hot). We designed, fabricated the Knudsen pump and analyzed pressure gradient efficiency of membrane according to Knudsen number under vacuum condition. Experimental results showed that thick membranes are more effective than thin membranes in transition flow regime, and pressure gradient efficiency according to Knudsen number is increased to maximum 82% apart from membrane thickness in free molecular regime.
마이크로 추진장치에서 노즐의 소형화는 많은 유동손실을 유발한다. 이러한 유동손실을 극복하기 위해 본 연구에서는 열적발산원리를 이용한 마이크로 추진장치에 대한 기초연구를 진행하였다. 움직이는 부품 없이 오직 온도구배만으로 추진제를 낮은 온도에서 높은 온도로 자체 펌핑이 가능한 열적발산장치를 설계, 제작 하였으며, 진공환경에서 누센수에 따른 맴브레인 압력구배효율을 분석하였다. 실험결과 천이영역에서는 두꺼운 맴브레인의 효율이 다소 높았으며, 자유분자영역에서는 두께에 관계없이 최대 압력구배 효율이 82%까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
