• Title/Summary/Keyword: 동축 스월 인젝터

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Study for combustion characteristic according to the O/F ratio of low thrust rocket engine using green propellant (친환경 추진제를 사용하는 저추력 엑체로켓엔진의 혼합비에 따른 연소 특성)

  • Jeon, Jun-Su;Kim, Young-Mun;Hwang, O-Sik;Ko, Young-Sung;Kim, Yoo;Kim, Sun-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.134-137
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    • 2009
  • Combustion tests of a low thrust rocket engine was performed to get combustion characteristics, which used a high concentrated hydrogen peroxide and kerosene as the oxidizer and fuel. The engine consisted of multi injector(six coaxial swirl injectors), chamber, nozzle and catalyst ignition system. The test was carried out by changing O/F ratio from 3.8 to 11.0. The experimental results showed that combustion efficiency was highest at O/F ratio from 5 to 6 and pressure fluctuations of all the range were lower than 5%.

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A study on prediction of propellant distribution of single swirl coaxial injector in gas generator (가스발생기용 단일 스월 동축형 분사기의 추진제 분포 예측에 관한 기법 연구)

  • Kim Jong-Gyu;Kim In-Tae;Han Yeoung-Min;Seol Woo-Seok;Lee Kwang-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.205-209
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    • 2004
  • The configuration and arrangement of injector in LRE gas generator and combustor have a great impact on combustion process and heat exchange because of affecting atomization, vaporization, mixing and chemical reaction. A relation between injector array and mixing distribution of propellants based on a physical approach was investigated in this study. Programming method of this relation is used to predict mixing distribution of propellants. Simplicity of physical approach and various assumptions make it reduce the accuracy and application of the results of present study. But, this method is very useful to predict the mixing distribution of full scale combustor due to difficulties in cold flow testing.

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Design and Experimental Verification of Uni-Injector Using Gas Methane and Lox as Propellants (가스메탄/액체산소를 추진제로 하는 단일 인젝터 설계 및 실험적 검증)

  • Jeon, Jun Su;Min, Ji Hong;Jang, Ji Hun;Ko, Young Sung;Kim, Sun Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.37 no.3
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    • pp.275-283
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    • 2013
  • An injector that uses methane gas ($CH_4$) and liquid oxygen ($LO_x$) as propellants was designed to verify the combustion characteristics of an engine that uses methane, which is one of the next-generation propellants. A swirl/shear coaxial-type injector was used, and flow analysis was performed using Fluent to determine the main design parameters of the injector. A hydraulic test was performed to understand the atomization and spray pattern characteristics of the injector. Next, a combustion test was performed at the design point to understand the ignition and combustion stability. Additional combustion tests were performed according to the O/F ratio to investigate the combustion characteristics and stabilities using the characteristic exhaust velocity ($C^*$) and fluctuation of the chamber pressure. The experimental results showed that the combustion efficiency was greater than 90%, and the pressure fluctuation was lower than 2% under all conditions.

Combustion Chamber Development for Suppression of Combustion Instability in a Gas Generator at a Liquid Rocket Engine (액체로켓엔진용 가스발생기에서 연소불안정 방지를 위한 연소실 개발)

  • Ahn Kyu-Bok;Lee Kwang-Jin;Lim Byoung-Jik;Han Yeoung-Min;Choi Hwan-Seok
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.207-210
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    • 2005
  • The results of combustion performance test of fuel-rich gas generator with dual swirl injectors are described. By changing simulating duct and recess number(RN) of the injectors, we inspected whether the combustion instability took place. When the injectors of RN = 0.5 were used, combustion instabilities could be reduced using the simulating duct. However, the effect of the simulating duct on the gas generator with the injectors of RN = 1.5 was not significant.

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Configuration Design, Hot-firing Test and Performance Evaluation of 200 N-Class GCH4/LOx Small Rocket Engine (Part I: A Preliminary Design and Test Apparatus) (200 N급 GCH4/LOx 소형로켓엔진의 형상설계와 성능시험평가 (Part I: 예비설계와 시험장치))

  • Kim, Young Jin;Kim, Min Cheol;Kim, Jeong Soo
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.24 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2020
  • In this study, a configuration design of a CH4/LOx small rocket engine was made and test system was established for the performance evaluation. A coaxial swirl injector was chosen because of its remarkable atomization performance and low combustion instability. Three aspect ratios for the combustion chamber configuration, i.e., 1.5, 1.8, and 2.1 were also set for the comparison of the combustion efficiency. The reliability of the thrust measurement rig was enhanced by pre-and post-calibration process. From the preliminary ground hot-firing test, the measured thrust and specific impulse values were 89.2 N and 181.8 s, respectively, which were 21.6% lower than the ideal values. In addition, the efficiency of characteristic velocity was measured as 84.2%.

Spray Visualization Using Laser Diagnostics (레이저를 이용한 분무 가시화)

  • 윤영빈
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 2005.04a
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    • pp.87-112
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    • 2005
  • 분무를 정량적으로 측정하는 것은 노즐의 설계와 개발을 위해서 뿐만 아니라 연소 시스템 전반의 효율 및 불안정성의 제거, 공해 저감 등의 요구 조건을 만족하기 위해서 중요하다. 이를 위해 이전에는 분무장 내에 수집관을 삽입하는 기계적 패터네이터(Mechanical Patternator)와 같은 삽입식 측정 방식을 이용하여 왔으나, 최근에는 고속카메라, Malvern particle analyzer, PDPA, 광학 패터네이터(Optical Patternator)와 같은 분무장을 교란시키지 않으면서도 빠른 측정이 가능한 가시화 기술들이 적용되고 있다. 특히 광학 패터네이터는 레이저 평면광을 이용하여 분무를 측정하는 비삽입식 기술로 단시간 내에 분무장 내 액체 연료의 질량 및 액적 크기의 단면 분포를 동시에 얻어낼 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 분무 액적들의 수밀도가 증가하는 경우에는 이들 액적에 의한 입사광 및 신호 감쇠, 다중산란 등에 의한 오차가 심하게 발생하여, 기존의 PDPA, PLIF 등의 광학 기법으로는 충분히 신뢰할 만한 결과를 얻기가 어렵게 된다. 이러한 분무를 정량적으로 측정하기 위해서는 입사광의 감쇠뿐만 아니라 분무장 내 액적들에 의한 신호의 감쇠 과정에 대한 고려가 필요하다. 주면 액적들의 영향을 최소한으로 줄이기 위해서는 레이저 평면광을 사용하는 광학 패터네이터와 달리 레이저 광선을 분무장에 조사하여 고압에서 나타날 수 있는 다중 산란에 의한 오차를 최소화할 수 있다. 이러한 이미지 처리 기법을 이용하는 광학 선형 패터네이터(Optical Line Patternator)를 이용하여 기존 레이저 계측기법으로 측정이 곤란하였던 고압 환경 하에서의 스월 동축형 인젝터의 분무 특성을 해석할 수가 있다. 2015(년도) 6,388, 2025(년도) 13,367, 2035(년도) 18,756, 2045(년도) 22,595, 시장점유율 증가로 인한 수출액 증가분 누적(억원) : 2015(년도) 3,411, 2025(년도) 8,847, 2035(년도) 14,433, 2045(년도) 18,005 또한 시나리오 비교평가를 실시하여 본 결과, 본 연구에서 정의한 순편익 누적(Cumulative Net Profit) 변수를 적용하면 현재 연구비 추세 대비 $30\%$ 까지 연구비를 증가 시키는 것이 효율적임을 알 수 있었다.성, 생산 용이성, 제품 디자인의 우수한 정도가 a=0.01 수준 하에서 유의적으로 추정되었다. 이들 변수들 중에서 품질경쟁력에 가장 큰 영향을 미치는 측정변수는 제품의 기본 성능, 수명(내구성), 신뢰성, 제품 디자인의 순서로 추정되었다. 이것은 한국 제조업이 아직 산업 디자인이 품질경쟁력에 크게 영향을 미치는 성숙단계에 이르지 못하였음을 의미한다. (2) 제품 디자인에게 영향을 끼치는 유의적인 변수는 연구개발력, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TPM, 6Sigma 운동, QC 등)이며, 제품 디자인은 우선 품질경쟁력을 높여 간접적으로 고객만족과 고객 충성을 유발하는 것으로 추정되었다. 상기의 분석결과로부터, 본 연구는 다음과 같은 정책적 함의를 도출하였다. 첫째, 신상품 개발과 혁신을 위한 포괄적인 연구개발 프로젝트를 품질 경쟁력의 주요 결정요인(제품의 기본성능, 신뢰성, 수명(내구성) 및 제품 디자인)과 연계하여 추진해야 할 것이다. 둘째, 기업은 디자인 경영 마인드 제고와 디자인 전문인력 양성을, 대학은 디자인 현장 업무를 통하여 창의력 증진과 기획 및 마케팅 능력 교육을, 정부는 디자

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