• 제목/요약/키워드: 엔드 버닝

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접선형 산화제 주입기의 운동량비에 따른 End-Burning 하이브리드 연소기의 연소유동장 해석 (Reactive Fields Analysis of End-Burning Hybrid Combustor Using Tangential Oxidizer Injectors with Various Momentum Ratio)

  • 민문기;김수종;김진곤;문희장
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.37-46
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    • 2007

  • 본 연구에서는 접선형 산화제 주입기를 갖는 end-burning 하이브리드 연소기에서 산화제 운동량비에 따른 연소 유동장을 해석하였다. 산화제의 운동량비가 감소할수록 연소효율은 연소기 전 영역에 걸쳐 증대되는 경향이 포착되었으며 이론 혼합분율과 온도장을 통해 연소실 전 영역에서 최적의 연소가 저 운동량비에서 발생됨을 확인하였다. 강한 선회류가 연소실 내부 유동장을 지배하지만 압력장은 비교적 균일한 분포를 보였다. 접선형 산화제 주입기를 가진 연소기는 운동량비에 관계없이 공통적으로 연료와 산화제가 만나는 연소실 상부에서 환형의 고온부가 발생했으며 향후 주요 개선 사항으로 판단되었다.

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End-Burning 하이브리드 로켓의 스월 강도 변화에 따른 연료 후퇴율에 관한 연구 (A Study on Regression Rate in End-Burning Hybrid rocket with Variation of Swirl Intensity)

  • 최원준;우경진;문희장;성홍계;김진곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.70-75
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    • 2012

  • 본 연구는 End-Burning 하이브리드 로켓 연소에서 연료직경과 인젝터 형상 변화, 인젝터 각도 변화를 통한 스월강도 변화에 따른 연소특성의 변화을 알아보기 위해 수행하였다. 연료직경이 커지면 연료의 연소량이 증가하고, 인젝터 직경이 커질수록 후퇴율이 낮아졌다. 그리고 본 연구의 End-Burning 연소기는 고체연료의 연소율에 미치는 영향이 산화제 유동의 Impinging 효과 보다는 Swirl 효과가 더 큼을 확인했다. 스월상수를 적용한 후퇴율식을 도출하여, 스월상수가 서로 다른 경우들에 대한 후퇴율 관계식을 하나의 식으로 표현할 수 있었다.

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End-burning 하이브리드 연소기 인젝터 분사각에 따른 연소 유동장의 수치적 연구 (Numerical Analysis of Combustion Field for Different Injection Angle in End-burning Hybrid Combustor)

  • 윤창진;김진곤;문희장
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권12호
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    • pp.1108-1114
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    • 2007

  • end-burning 연소실의 주요 설계인자들을 구축하기 위해 기존에 수행되었던 인젝터 배열 및 포트 직경 변화, O/F비 변화 외에 산화제 분사각 변화에 따른 연소 특성을 해석하였다. 연료면과 평행한 분사각(Case 1), 연료면을 향해 기울여진 분사각(Case 2)과 노즐을 향해 기울여진 분사각(Case 3)을 설정하여 모델을 구성하였다. 연료면을 향한 분사각의 경우 상류에서 가장 효율적인 혼합특성을 보였으나 상당량의 미연가스가 노즐 밖으로 배출됨을 알 수 있었다. 반면 Case 1과 Case 3은 낮은 혼합특성을 보였으나 연소효율은 연료면을 향한 경우보다 월등한 것으로 판명되었다. Case 1, Case 3 모두 유사한 경향을 나타내었으나 노즐을 향한 Case 3은 짧은 체류시간으로 인해 연료면과 평행한 Case 1에 비해 낮은 연소성능을 갖는 것으로 평가되었다.

  • https://doi.org/10.5139/JKSAS.2007.35.12.1108 인용 PDF KSCI

$GN_2O$/PE를 사용한 End-Burning 하이브리드 추진 시스템의 연소 특성 연구 (A Study on the Combustion Characteristic in End-Burning Hybrid Propulsion System using $GN_2O$/PE)

  • 우경진;문근환;오지성;이정표;문희장;성홍계;김진곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.484-488
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    • 2010

  • 산화제로 $GN_2O$, 고체 연료는 HDPE(High Density PolyEthlene)를 사용하여 End-Burning 하이브리드 연소 실험을 수행하여 GOX/HDPE를 사용한 결과와 연소 특성을 비교하였다. 스월 인젝터 출구의 산화제 분사 속도 차이로 인해 $GN_2O$를 사용한 경우에 GOX를 사용한 경우보다 낮은 후퇴율이 나타났으나 연소 효율은 $GN_2O$/HDPE가 GOX/HDPE의 경우보다 높게 나타났다. 연소실 압력 및 추력은 연소 시간동안 비교적 일정하게 유지되었다.

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End-Burning 연소기의 충돌형 산화제 주입기 형상 변화에 따른 연소유동장 해석 (Reactive Flow Fields Analysis of End-Bunting Combustor with Different Impinging Type Injectors)

  • 민문기;김수종;윤창진;김진곤;문희장
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.51-59
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    • 2007

  • 충돌형 산화제 주입기를 사용한 end-burning 하이브리드 연소기의 혼합특성을 선행 연구되었던 접선형 주입기와 비교 분석하였다. 충돌형 주입기를 사용한 연소유동장이 접선형 주입기에 비해 축방향 및 반경방향으로 월등한 혼합특성과 연소효율을 보였다. 충돌효과와 선회효과를 동시에 발생시키는 파생형 주입기를 사용한 결과, 보다 넓은 연소실 영역에서 혼합효율이 증대되었으며 연료 표면의 연소 균일도가 향상될 수 있음을 확인하였다. 충돌로 인한 축방향 운동량과 선회유동이 체류시간과 난류강도를 증가시켜 혼합을 촉진시키는 주요 인자로 판단되었으나 연소실의 기하학적 형상변화를 꾀한 step의 유무는 난류혼합 증진에 있어서 중요한 변수가 아님을 확인할 수 있었다.

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하이브리드 연소기의 산화제 주입기 배열 특성에 따른 반응유동장 해석 (Reactive Fields Analysis of Hybrid Combustor Under Different Arrangements of Oxidizer Injectors)

  • 조성찬;김수종;이승철;김진곤;구자예;문희장
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.78-88
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    • 2005

  • 산화제 주입기 배열 변화에 따른 End-Burning 하이브리드 연소기의 연소실 내부 유동장의 특성 및 온도장 분포도의 경향을 파악하기 위해 수치해석적 연구를 수행하였다. 스월을 동반하는 하이브리드 연소실내 확산 화염의 주요 거동을 얻기 위해 7가지의 다른 O/F 비를 갖는 연소의 기본 특성을 분석하였다. 산화제 주입기의 위치 변화 및 공급방식이 연료와 산화제의 혼합율을 크게 지배하고 온도분포에도 강한 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용된 여러 산화제 주입기 배열중에서 counter rotating 유동을 유발시키는 주입기가 가장 좋은 혼합효율을 보였으나 벽면 근처에서 관찰된 고온부의 발생 문제가 대두되었다.

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