• 제목/요약/키워드: 스월 분사

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케로신 동축 와류형 분사기의 정상 및 비정상 상태 화염구조 해석 (The steady and unsteady state computations on the flame structure for a Kerosene coaxial swirl injector)

  • 한상훈;김성구;김종규;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.31-34
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    • 2012
  • 케로신을 연료로 하는 동축 스월 분사기에 대해 정상 상태 및 비정상 상태의 연소 해석을 수행하였다. 난류연소 모델로 화학평형 상태로 가정하는 Non-premixed equilibrium 모델을 이용하였고, 고압의 조건에서 실제유체의 거동을 다룰 수 있도록 상태방정식으로 SRK(Soave-Redlich-Kwong) 상태방정식을 적용하였다. 해석을 통해 온도분포, OH 질량분율 등 정상 상태의 계산 결과와 시간 평균된 비정상 상태의 계산 결과를 비교하였고, 이들 간의 화염 구조가 서로 상이함을 확인할 수 있었다.

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기체 중심 스월 동축형 분사기가 장착된 모형연소기의 운동량비 변화에 따른 연소불안정성 분석 (Effect of Momentum Flux Ratio on Combustion Instabilities in a Model Combustor with a Gas-Centered Swirl Coaxial Injector)

  • 손채훈;김명섭;;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.25-32
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    • 2020
  • 모형 연소기에서 동축형 분사기에 의한 연소불안정성을 운동량비 변화에 따라 수치적으로 분석하였다. 실제 로켓 엔진의 경계조건을 기반으로 총 5개의 운동량비를 선택하였다. 운동량비가 증가할수록 분사기 출구에서의 확산각도는 감소하는 경향을 보였으며, 축방향 운동량이 증가할수록 연소기 내부의 압력진폭이 크게 감소함을 확인하였다. 동적 모드 분해 기법(dynamic mode decomposition)을 통해 연소기내의 음향 모드를 파악하였고 관심 섭동 주파수를 갖는 2L 모드(mode)의 감쇠계수를 구하고 이를 통해 운동량비가 증가할수록 연소기의 안정성이 증가함을 보였다.

스월 동축형 인젝터에 의해 형성되는 메탄-산소 확산화염의 연소특성 (Combustion Characteristics of Methane-Oxygen Diffusion Flame Formed by Swirl-coaxial Injector)

  • 배성훈;홍준열;김희동;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.1-8
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    • 2017
  • 본 연구에서는 모델연소실 내부 메탄-산소 확산화염의 연소특성을 분석하기 위해 추진제의 다양한 분사조건에서 연소실험을 수행하여 연소안정한계 측정 및 화염의 형상변이를 관찰하였다. 연구 결과, 추진제가 이론당량비 조건으로 접근할수록 높은 산소 Reynolds 수($Re_o$) 구간에서도 안정적인 부상화염이 관찰되었으며, 가시화염의 길이는 증가하고, 부상높이는 감소하는 경향이 나타났다. 스월 동축형 인젝터에 의한 추진제의 스월효과로 인해 폭이 넓고, 길이가 짧은 화염이 생성되어 연소실 크기가 제한적인 추력기에서의 사용이 적합함을 확인하였다.

분사기 냉각이 초저온 분무의 점화에 미치는 영향 (Effect of Injector Cooling on Ignition of Cryogenic Spray)

  • 김도헌;이진혁;구자예
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.222-229
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    • 2012
  • 점화 시의 분사기의 냉각은 분사순간의 초저온액체상태의 산화제 분무의 증기압에 영향을 미치고, 이는 연소반응에 따른 연소실 압력상승 과도단계에서 분무의 상(phase) 천이 시점을 결정하는 인자 중 하나이다. 분무의 상변화는 액체로켓 연소기의 점화특성에 큰 영향을 미치며, 액체산소/메탄 추진제를 사용하는 연료과잉 폐쇄형사이클 액체로켓엔진의 주연소기용 분사기로 사용될 수 있는 액체-기체 동축형 스월분사기에 대하여 점화초기 분사기 냉각온도에 따른 점화시험을 수행하였다. 초기 냉각온도에 따라 점화 시 산화제 분무의 액상으로의 천이시기가 달라지며, 충분한 냉각을 통해 산화제 분무의 증기압을 낮춘 경우 산화제 분무의 상 천이 시기를 나타내는 화염 quenching 현상이 일찍 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

토모그래피 기법을 이용한 고압 조건에서의 스월 분사기의 분무 분포 계측 (Measurement of Spray Distribution of Swirl Injector by Tomography Method at High Pressure Condition)

  • 박구정;조성호;정재묵;김태성;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.66-71
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    • 2011
  • 고압의 주위 압력 영역에서 토모그래피 기법을 이용하여 분무의 단면을 계측하였다. 구성된 분무 단면은 간접촬영방법을 이용한 이미지와 함께 비교되어 분무 단면의 크기를 확인하였고 토모그래피에 의해 재구성된 단면의 경계를 설정할 수 있었다. 이를 통해 고압의 주위 압력 영역에서도 토모그래피를 적용하여 분무를 구성할 수 있다는 것을 확인하였다.

파일럿 분사시의 커먼레일식 직분식 가시화 디젤엔진의 연소 및 Soot분포 특성에 관한 연구 (A Study on the Combustion Characteristic and Soot Distribution of a Common Rail Type D.I.Diesel Visualized Engine with Pilot Injection)

  • 이재용;한용택;이기형;이창식
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.37-43
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    • 2003
  • The objective of this work is to investigate the effect of swirl, injection pressure and pilot injection on D.I. diesel combustion by using a transparent engine system. The test engine is equipped with common rail injection system to obtain high pressure and to control injection timing and duration. In this study, the combustion analysis and steady flow test were conducted to estimate the heat release rate from in-cylinder pressure. Soot distribution in diffusion flame according to swirl ratio, injection pressure and pilot injection was investigated by using LII technique. As the results, high injection pressure was found to shorten ignition delay as well as enhance peak pressure and heat release rate was greatly affected by injection timing and pilot injection. In addition, the results showed that the period of soot formation corresponded to the diffusion flame.

터보과급기를 장착한 직접분사식 디젤엔진의 배출 가스저감에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Reduction of Emissions in a Turbocheged D.I. Diesel Engine)

  • 윤준규;차경옥
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.726-731
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    • 2000
  • This study was experimentally analyzed to improve the performance and to reduce exhaust emissions in a turbochaged D.I. diesel engine of the displacement 9.4L. In generally, the system of intake port, fuel injection and turbocharger are very important factors which have influence on the engine performance and exhaust emission because the properties in the injected fuel depend on the combustion characteristics. The optimum results which is tested as available factors fur better performance and emission are as follows; the swirl ratio is 2.43, compression ratio is 16, combustion bowl is $5^{\circ}$ re-entrant type, nozzle hole diameter is ${\phi}0.28*6$, injection timing is BTDC $13^{\circ}CA$ and turbocharger is GT40 model which are selected compressor A/R 0.58 and turbine A/R 1.19.

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고압환경에서 동축 스월 분사기 분무 특성에 대한 수치적 해석 (Numerical Analysis for Characteristics of Coaxial Swirl Injector in High-Pressure Environment)

  • 문윤완;설우석;김동준;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.131-134
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    • 2007
  • 본 연구에서는 상압환경에 적용되었던 액막 분열 모델을 고압환경에 적용하였다. 실험에서 주위압이 고압으로 진행할수록 액막의 분열길이는 짧아지는데 개발된 액막 분열 모델은 이러한 경향을 잘 예측하는 것으로 나타났으며 분무 형상도 정성적으로 실험결과와 일치하는 것으로 나타났다.

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고속 직접분사식 디젤엔진의 실린더내 유동특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of In-Cylindeer Flow Characteristics of a High Speed Direct Injection Diesel Engine)

  • 정경석
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.22-30
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    • 1996
  • In-cylinder flow of a purpose-built small HSDI Hydra Diesel engine was investigated by laser Doppler velocimetry(LDV) during induction and compression processes. The flow was quantified in terms of ensemble-averaged axial and swirl velocities, normalized by the mean piston speed, at a plane located 12mm from the cylinder head and corresponding to the mid-plane of the diametrically-opposed quartz windows at an enigne speed of 1000rpm. The formation of toroidal vortices during the intake process and the evolution and decay of swirl motion during the compression process were observed. Turbulence at around TDC of compression became homogeneous and isotropic.

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직접분사식 소형 디젤엔진의 3D 유동특성 및 분절형 스틸 단조 피스톤의 최적화에 관한 연구 (A Study on the Optimization of Articulated Steel Forging Piston and 3D Analysis of Fluid Characteristics for Light Duty DI Diesel Engine)

  • 김현철;박종호
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.25-31
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    • 2004
  • In order to prepare for the large power diesel vehicle, the current trend of advanced nations is to shift from the aluminum alloy piston to the steel piston. In this research, a steel forging piston which replaces the aluminum alloy piston is developed to improve the power performance of the diesel engine. The three dimensional flow and combustion analysis of the target engine is conducted. Using the result of the analysis, the piston is optimized, and a prototype of the articulated steel forging piston is built. The reliability of the piston has been evaluated through durability test using a Hydropuls Test Machine for 300,000 km.