• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.11-19
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• 2013

본 연구에서는 고온으로 가열된 연료가 다양한 종류의 스월 인젝터를 통해 분사되는 경우 분사 특성의 변화를 실험적으로 확인하였다. 3종의 스월 인젝터로 3 ~ 10 bar의 분사압력을 가하면서 연료온도가 $50{\sim}270^{\circ}C$ 범위에서 변화하는 경우 인젝터의 유량계수(${\alpha}$)를 계측하였다. cavitation number ($K_c$)에 대한 ${\alpha}$ 변화 특성을 확인한 결과 ${\alpha}$ 변동 특성이 오리피스 직경과 스월러 형상에 모두 영향을 받았고, 비등에 의한 연료분사 특성을 스월러 유로와 오리피스 유로 면적비인 AR과 관련지어 살펴 본 결과에서는 AR이 커질수록 비등 영향은 더 지연되고 비등의 영향이 미치기 시작하면 ${\alpha}$ 감소 기울기는 더 큰 것으로 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.119-126
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• 2014

본 연구에서는 연료가 비등점 이상의 고온으로 가열된 경우 오리피스 인젝터를 통해 분사되는 특성을 실험한 결과를 정리하였다. 크기가 다른 오리피스 인젝터 3종을 이용하여 3, 5, 10 bar의 분사압력을 가할 때 온도범위 $50{\sim}270^{\circ}C$에서 유량계수(${\alpha}$)를 측정하였다. 측정된 유량계수는 연료온도가 $180^{\circ}C$ 이하 영역에서는 점진적으로 감소하였으나 비등점인 $187^{\circ}C$를 넘어가면서 급격히 감소하였다. 비등점보다 높은 연료온도에서의 유량계수 감소 기울기는 분사압력에 따라 다른데, 특히 분사압력이 낮을수록 비등의 영향이 크게 작용하므로 더 급격한 특성을 보였다. 또한, 직경이 큰 인젝터의 유량계수가 더 크고, 낮은 연료온도 영역에서 난류-층류 천이현상으로 보이는 유량계수의 점프현상이 관찰되었다. 유량계수를 캐비테이션 수($K_c$)에 대하여 도시한 결과 인젝터의 크기가 작을 때는 연료 비등으로 인한 분사특성이 분사압력과 무관한 일정한 값을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.42-51
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• 2014

기존 항공유보다 비등점을 높인 고비등점 연료에 대하여 다양한 분사 압력 조건에서 비등점 이상의 온도까지 연료를 가열하는 경우의 분사특성을 실험적으로 연구하였다. 연료 온도 상승에 따른 인젝터의 특성은 유량계수(${\alpha}$)와 캐비테이션 수($K_c$)를 파라미터로 나타내었는데, 고온에서의 각 연료별 ${\alpha}$ 특성을 $K_c$에 대해 나타내면 그 경향이 모두 유사한 것으로 확인되었다. 한편, 고비점 연료들은 기존 연료에 비하여 비등의 효과가 나타나기 시작하는 온도가 더 높아졌을 뿐만 아니라, 그 이상의 온도에서도 분사 특성에 미치는 인젝터 내부의 비등 영향을 더 적게 받았다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권2호
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• pp.16-21
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• 2010

분사된 연료의 미립화(atomization), 증발(evaporation), 그리고 혼합기형성과정(mixture formation process)이 디젤엔진의 착화 및 연소특성에 영향을 미치기 때문에, 디젤엔진 내에 분사된 연료의 구조해석으로부터 일련의 과정, 즉 고압분사, 분열(breakup), 미립화, 그리고 주위기체의 난류 도입(entrainment)에 관한 연구$^{1-3)}$는 꾸준히 행해져왔다. 본 연구는 증발디젤분무의 구조해석으로부터 디젤충돌분무의 혼합기형성과정을 조사한다. 주위기체의 밀도는 실험변수로서 선택하였고, $5.0kg/m^3$에서 $12.3kg/m^3$까지 변화시켰다. 그리고 소형고속디젤엔진에 있어서 연료분사초기의 상태의 고온 고압 설정이 가능한 정적용기를 사용했다. 주위 온도와 연료분사압력은 각각 700K 및 72MPa로 일정하게 유지했다. 충동증발분무의 액상과 기상의 이미지는 엑시플렉스형광법으로 동시 계측하였다. 실험결과로서 주위기체의 밀도가 높을수록 충돌분무의 선단도 달거리가 주위기체의 항력으로 인하여 감소하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.2-2
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• 2000

액체연료를 사용하는 엔진의 인젝터에 대한 연구는 연소효율에 중대한 영향을 미치는 분무 액적의 크기 및 분포 특성 연구에 초점을 두어왔다. 그러나 액체 로켓 엔진은 고온, 고압의 연소실 내에서 액체상태의 연료 및 산화제 액적이 매우 빠르게 기화되기 때문에, 미립화 특성 보다는 연료와 산화제의 혼합특성이 연소효율을 결정하는 변수로 작용하게 된다. 또한 분사된 액체 추진제는 미립화 단계 이전에 기화되어 초기 화염을 형성하므로, 분사 직후의 연료/산화제의 혼합과정을 이해하는 것은 상당히 중요하다.

• 에너지공학
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• 제3권1호
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• pp.54-61
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• 1994

계단형태의 고온발생장치로서, 고온의 흐름을 형성하고 난류유동이 없이 일정한 혼합기류를 만들 수 있는 2단격막구조 충격파관 장치를 이용하여, 혼합을 동반하지 않는 분무의 착화과정에 관한 실험을 수행하였다. 본 실험에서는 충격파관 속에 하향으로 설치된 초음파 분무기에 의해 자유낙하 상태에 있는 예혼합 분무주를 만들어서 반사충격파에 의해 순간적으로 단열압축시켜서 착화 현상을 관찰하였다. 고온영역과 저온영역에서 얻어진 활성화에너지는 큰 차이가 나며 본 연구에서 얻은 착화지연의 실험결과는 통상의 분무착화 실험인 전기로법, 급속압축기법, 고온기류속에 연료를 분사하는 방법과 다른 현상을 보였다. 그 대표적인 결과에 대한 예로는 착화지연에 대한 압력 의존성과 연료분사율의 영향이 일반적인 분무의 결과에 비해 적게 나타났다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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• pp.331-332
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• 2006

연료 분사펌프는 600bar 이상의 고압 연료를 분사밸브를 통하여 디젤기관의 연소실에 연속적으로 공급하는 장치이며, PLUNGER&BARREL 은 분사펌프의 핵심 부품으로 작동하고 고온 고압의 환경에서 $4{\mu}m$ 미만의 초정밀 간극을 유지해야 한다. 이러한 정밀한 가공 상태를 유지하기 위해선 내마모성 및 내열성에 적합한 재료와 열처리가 필수 요소이다. 현재 주로 사용되고 있는 방식은 DIAMOND STONE 에 의한 HORNIG 가공을 주로 사용하기 있다. 하지만, 연삭 가공과는 달리 별도의 치수 보정 장치가 없는 관계로, STONE 마모와 그에 따르는 마모량 공차에 의한 정밀 치수 확보의 어려움으로 인해, 고비용 저효율의 약점을 가지고 있다. 그러므로 기존의 HORNING STONE 방식을 대체한 PIN 방식의 HORNING MACHINE 개발을 목표로 한다.

• 동력기계공학회지
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• 제15권3호
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• pp.5-11
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• 2011

디젤기관의 경우는 종래부터 직분식이 주류를 이루었고, 근래에는 분사압력의 고압화가 진행중이다. 분사압력의 고압화에 의해 연소효율의 향상 및 배출가스중의 입자상물질(PM:Particulate Matter)의 저감을 유도하고 있으나, 연소가스의 고온화로 인해 질소산화물(NOx:Nitrogen Oxides)은 증가한다. 따라서, 분사기간의 지연(Retard)이나 파일럿분사(Pilot injection)등의 혼합기제어에 의해 질소산화물의 저감을 꾀하고 있다. 이와 같이 디젤기관에 있어서도 혼합기 형성의 최적화에 의한 연소제어를 시도하는 수법이 중시되고 있고, 이를 위해서는 디젤분무 구조에 기초한 혼합기의 형성기구에 대한 규명이 매우 중요하다. 그러므로 본 연구에서는 보다 고도의 혼합기형성 제어를 위한 기초연구로서 고온 고압장에서의 증발디젤자유분무구조를 해석하였으며, 계측영역은 연료와 주위기체와의 혼합이 활발히 진행되는 분무의 하류영역으로 설정하고, 입자화상속도측정법(particle Image Velocimetry:PIV)을 이용한 분무의 유동해석을 기초로 증발 디젤분무의 구조 해석을 행하였다. 실험조건으로서 분사압력을 72MPa, 112MPa로 각각 변화시켰다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권1호
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• pp.67-74
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• 2013

주류공기에 수직으로 분사되는 JICF 분사시스템은 연소실내에서 주류공기의 영향을 최소화하면서 미립화 및 연소성능을 향상시키기 위한 추진시스템의 연료분사 방식으로 넓은 적용범위를 가지고 있다. 하지만 JICF 분사시스템에서 산화제인 공기와 연료의 불충분한 혼합성능은 연소실 내에서의 불균일한 화염구조를 형성한다. 따라서 본 연구에서는 JICF 분사시스템의 램제트 연소기에서 연료와 공기의 부족한 혼합성능에 기인한 연소의 불균일한 화염구조를 실험적으로 확인하고, 연료 제트의 침투깊이, 분열점 등을 예측하기 위한 상관관계식을 유도함으로서 JICF 분사시스템에서 연소성능에 영향을 미치는 액체제트와 주류공기와의 분무 및 혼합특성을 파악하였다. 특히, 액체 제트의 침투깊이를 주류공기의 유동방향의 상류와 하류로 나누어 상관관계식을 유도하여 좀더 정확한 침투깊이의 예측이 가능하도록 하였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권1호
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• pp.49-55
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• 2020

산업용 혹은 발전용 가스터빈에 사용되는 이중 콘형 예혼합 연소기의 다단 연소 특성을 이해하기 위하여 실험적연구를 수행하였다. 이를 위하여 기존에 모두 경사면에 공급되는 연료를 콘부분으로 일부 할애하는 방식으로 다단연소 방식을 구성하였으며 콘에서 분사되는 연료공급은 축방향과 콘 경사면 방향으로 하였다. 다단연소 연소특성을 이해하기 위하여 콘에서의 연료 분사 방향과 연료 분배율 변화에 대한 NOx와 CO의 배출 농도 그리고 벽면 온도분포를 측정하였다. 그 결과 총 연료에 대한 콘으로의 분배율이 3%인 경우 콘에서의 연료 분사방향에 관계없이 노즐내의 예혼합 영역에서 연료가 공기와 균일하게 혼합됨으로서 연소영역의 고온점 감소에 의하여 NOx 배출 농도가 감소된다. 그러나 콘에서 축방향으로 분사되는 연료분배율이 8%로 증가하는 경우 노즐 내부 예혼합 영역으로의 화염 역화로 인하여 NOx의 배출농도가 오히려 증가하게 된다.