Required Pressurant Mass for Cryogenic Propellant Tank with Pressurant Temperature Variation

The prediction of the required pressurant mass for maintaining the pressure of propellant tanks during propellant feeding is an important issue in designing pressurization system. The temperature of pressurant fed into propellant tank is the critical factor in the required pressurant mass and is one of the most crucial design parameters in the development of pressurization system including designing the weight of pressurant tanks and the size of heat exchanger. Hence a series of propellant drainage tests by pressurizing propellant stored in a cryogenic propellant tank have been performed with measuring the temperature distribution inside ullage and the required pressurant mass according to the temperature condition of pressurant. Results shows that the required pressurant mass decreases as the temperature of pressurant increases. However, the rate of the actual pressurant mass to the ideal required pressurant mass increases.

가압가스 온도에 따른 극저온 추진제탱크 가압가스 요구량

추진제가 배출되는 동안 발사체 추진제탱크의 압력을 유지하기 위해 필요한 가압가스의 요구량을 예측하는 것은 가압시스템의 설계를 위해 반드시 필요하다. 추진제탱크로 유입되는 가압가스의 온도는 가압가스의 요구량에 가장 큰 영향을 미치는 요소로서, 저장탱크의 무게, 열교환기의 크기 등 가압시스템의 개발에 있어 중요한 설계기준이 된다. 이에 극저온 추진제탱크 내에 저장된 추진제를 가압하여 배출하는 실험을 수행하였고, 가압가스 온도 조건에 따른 가압가스 요구량과 얼리지 온도분포를 측정하였다. 그 결과 가압가스의 온도가 높을수록 요구량 자체는 감소하였지만, 이상적인 가압가스 요구량 대비 실제 필요량의 비율은 증가하였다.