Measurement of Radiative Heat Flux of Nozzle Exit

In rocket systems, somtimes special devices or equipments are installed near the nozzle exit area where high temperature and pressure combustion gas flows. To pretect these subsystems from severe thermal environment, it is necessary to have accurate thermal data measured from the experimental liquid rocket firing test. Test variables were combustion pressure (200, 300, 400 psi) and mixture ratio (1.5, 2.0, 2.5) and quartz was used as a heat probe. Measurement technique used in this research can be also applied to measure the radiative heat flux inside the combustion chamber which is important imput data for the liquid rocket regenerative cooling system design.

노즐 후방부의 Radiative Heat Flux 측정

일반적으로 연소과정에서 발생한 고온고압의 연소가스로 인하여 액체추진기관의 연소실 및 노즐 벽면 그리고 추진기관 후방부위에 대류열전달과 복사열전달이 발생하는 것으로 알려져 있으며, 액체추진기관에서 발생하는 복사열전달 현상은 재생냉각장치의 열입력랑 예측 및 발사체의 추진기관 후방부위에 탑재되는 전자장비 및 구조물의 열적 환경을 분석하는데 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 노즐 후방부위에서 발생하는 복사열전달량을 측정하고 연소압과 혼합비에 따른 영향을 파악하였다. 동알한 형상의 소형 액체추진기관에서 연소압(200, 300, 400 psi)과 혼합비(1.5, 2.0, 2.5)에 따른 복사열전달의 특성을 파악하기 위하여 각각 3가지 조건에 대하여 연소시험을 수행하여 복사열전달량을 측정하였다. 시험 결과로부터 연소가스에서 발생하는 복사열전달의 상대적인 크기 및 미치는 인자들을 파악할 수 있었다. 본 연구를 통하여 석영을 활용하여 복사하는 복사열전달의 크기 및 현상을 파악할 수 있었다. 또한, 연소실 및 노즐에서 발생하는 복사열전달 현상을 파악할 수 있었다