Spray Characteristics of the Simplex Atomizer with Working Fluids

작동 유체에 따른 단순 압력식 연료노즐의 분무특성

  • Published : 2009.12.30

Abstract

This paper presents the spray characteristics of the simplex fuel nozzle with different working fluids for the gas turbine engine. Spray characteristics can be changed with viscosity, surface tension and density. In this research, water and test fluid type 2 which has similar characteristics of the kerosene are used as a working fluid. Spray visualization was performed by using ND-Yag laser and droplet size was measured by using PDPA(Phase doppler particle analyzer) system. The test results show that spray shapes and SMD distributions of two working fluids are similar at main spray region.

작동 유체에 따른 APU 가스터빈에 적용되는 연료노즐의 분무특성을 확인하였다. 액체연료에 따라 점도, 표면장력 및 비중 등이 상이하여 분무특성이 변화될 수 있다. 본 연구에서는 연료 물성치 변화에 따른 분무특성을 이해하기 위하여 케로신과 유사한 특성을 갖는 보정 유체 2와 일반적으로 연료노즐의 분무특성을 시험하는데 사용하는 물을 이용하여 분무 시험을 수행하였다. 분무가시화와 분무입자 크기 및 분포를 ND-Yag 레이저 및 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)를 이용하여 측정하였다. 분무시험 결과, 두 작동유체의 분무형태는 유사하게 나타났으며 주 분무영역에서의 SMD 또한 유사하게 분포됨을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. A. M. Mellor, 'Design of Modern Turbine Combustors', academic Press, 1990
  2. A. H. Lefebvre, 'Atomization and Sprays', Hemisphere Publishing Co., 1989
  3. H. C. Simmons, C. F. Harding, 'Some Effects on Using Water as a Test Fluid in Fuel Nozzle Spray Analysis,' ASME Paper 80-GT-90, 1980
  4. J. B. Kennedy, 'High Weber Number SMD Correlations for Pressure Atomizers,' ASME Paper 85-GT-37, 1985
  5. A. R. Jones, 'Design Optimization of a Large Pressure-Jet Atomizer for Power Plant', Proceedings of the 2nd International Conference of liquid Atomization and Sprays, madison, wis., 1982, pp. 181~185
  6. A. K. Jasuja, 'Atomization of Crude and Residual Fuel Oils', ASME J. ENG. Power, Vol. 101, No. 2, 1979
  7. L. G. Dodge, J. A. Biaglow, 'Effect of Elevated Temperature and Pressure on Sprays from Simplex Swirl Atomizers, ASME Paper 85-GT-58, 1985
  8. B. E. Knight 'Communication on the Performance of a Type of Swirl Atomizer
  9. 이동훈, 이강엽, 최성만, '쉬라우드 공기의 선회 유동 특성 변화에 따른 심플렉스 연료 노즐의 분무 특성', 한국액체미립화학회지 제 9권 제 3호, 2004, pp. 35~41
  10. 최채홍, 임병준, 최성만, '항공기 작동조건에 따른 APU 가스터빈엔진 연료노즐의 분무 특성', 한국추진공학회지, 제 12권 제 1 호, 2008, pp. 29~36