• 한국연소학회지
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• 제18권3호
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• pp.68-74
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• 2013

가스터빈용 희박 예혼합 연소기 내부에 와류 발생기(vortex generator)를 장착하여 그에 따른 연료/공기혼합 및 NOx 배출 특성 변화를 조사하였다. 이를 위해 수치해석적 방법을 채택하여 연소기내 유동특성, 연료/공기 혼합도, 배기가스(NOx), 화염형상을 분석하였다. 와류 발생기를 장착한 경우, 연소기 내부에서 와류 발생기에 의한 나사산 형상으로 인해 와류가 형성되며 이는 연소기 전면부까지 유지되었다. 또한 연소기 내부 면적 차로 인해 압력섭동이 발생하였다. 이와 더불어 연소기 전면부 기준 상류지역의 연료와 공기의 혼합도가 증가됨으로서 연료 과농지역이 감소하게 되며 이로 인해 전반적인 NOx 발생량의 감소 효과를 볼 수 있었다. 화염 형상의 변화로부터 와류 발생기의 영향으로 선회수는 다소 감소할 것으로 예상되며, 이는 와류 발생기로 인한 유속의 반복적 증감에 의한 결과라고 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.171-176
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• 2006

연료 과농 가스발생기에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 연소 성능에 주요한 영향을 미치는 분사기 헤드에는 1.5의 리세스 수를 갖는 내부 혼합형 이중 스월 분사기 37개가 배치되었다. 본 논문에서는 연소실 길이, 직경, 그리고 교반링 등의 연소실 설계 변경에 따른 실물형 가스발생기의 연소 안정성 특성에 대하여 살펴보았다. 연소시험 결과 공진 주파수가 고주파 영역에서 생성됨에 따라 동압의 세기는 전반적으로 감소하였으나, 연소 불안정을 완전히 억제시키지는 못하는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.119-122
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• 2007

본 연구에서는 가스발생기의 연소 안정 특성을 파악하기 위해 실험적 방법을 적용하였다. 액체산소와 Jet A-1을 추진제로 사용하며 연료 과농 상태에서 작동하는 실험 가스발생기는 연소실 축 방향 공진 모드에 결합된 1200 Hz 대역의 고주파 연소불안정을 겪었다. 이 연소불안정의 발생 유무는 연소실 출구부의 음향 경계 조건과 화염의 열 발생 축 방향 위치에 매우 민감하게 반응하였다. 결과적으로 단일 분사기 노즐 크기 증가에 의한 화염의 축 방향 길이 증가는 연소안정성을 확연하게 향상시켰다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.118-122
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• 2006

액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 혼합비에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 Lox/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 전체 혼합비에 따른 연소 가스의 생성 온도를 계측하였다. 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 대표 값을 가지는 것으로 나타나, 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.133-136
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• 2008

본 연구는 추진제를 공급하는 터보펌프와 연계한 연료 과농 가스발생기의 연소 특성에 관한 것이다. 총 5회의 연소시험이 안정적으로 실시되었다. 가스발생기의 압력 형성은 터보펌프로부터 추진제 공급유량에 따라 연동하였다. 터보펌프를 가스발생기 가스로 직접 구동하는 폐회로 시험에서도 안정적인 작동 성능을 보여주었다. 연소 가스의 온도 형성은 이전 시험 결과와 비슷한 양상을 보였다. 실제 작동 연소 압력 변경을 위해 장착한 오리피스는 압력 섭동 저감에 효과적이었으나 45 bar 이하의 저압에서는 단품 시험 시와 동일한 압력 섭동 특성을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.38-45
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• 2007

국내 최초로 액체로켓엔진용 연료 과농 가스발생기가 개발되었으며 이것은 고온, 고압가스(약 900 K, 약 58 bar)를 초당 4 kg이상 발생시킬 수 있다. 고압가스는 터보펌프 터빈을 구동하며, 추진제 탱크에 필요한 열 공급원으로 사용될 수 있다. 본 가스발생기는 개념설계 및 초기 개발시험을 거쳐 최종 형상이 결정되었으며, 구조 및 열 해석이 동시에 진행되었다. 제작은 정밀 기계가공과 표면처리, 특수용접공정을 통해 이루어졌으며, 최종 개발 성능 및 기능 특성 확인을 위해 두 종류의 가스발생기가 제작되어 연소시험을 통한 평가가 진행되었다. 안정적인 점화 및 연소특성과 함께 발생 연소가스의 온도분포 및 평균온도 특성이 양호하며, 개발 요구 조건을 본 개발품이 만족하는 것으로 성공적인 개발이 이루어졌다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.181-185
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• 2006

국내 최초로 개발된 액체로켓엔진용 연료 과농 가스발생기는 900 K 정도의 온도를 갖는 58 bar 수준의 고압가스를 초당 4 kg이상 발생시킬 수 있다. 고압가스는 터보펌프 터빈을 안정적으로 구동할 수 있으며, 추진제 공급탱크 가압에 필요한 열원으로 사용될 수 있다. 본 가스발생기는 개념설계 및 일련의 초기 개발시험을 거쳐 최종 형상이 결정되었으며, 구조 및 열 해석이 동시에 진행되었다. 제작은 정밀 기계가공과 표면처리, 특수용접 공정을 통해 이루어졌으며, 최종 개발 성능 및 기능 특성 확인을 위해 총 다섯 차례의 연소시험이 진행되었다. 시험결과를 통해 안정적인 점화 및 연소특성과 발생 연소가스의 온도분포 및 평균온도 특성이 개발 요구규격을 본 개발품이 만족하는 것으로 판단하였다.

• 에너지공학
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• 제4권1호
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• pp.85-94
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• 1995

본 연구에서는 최근 차량용 대체연료로서 주목받고 있는 천연가스의 연소특성을 규명하기 위해 밀폐된 정적연소실을 이용, 당량비, 초기압력 및 점화위치 변화에 따른 연소실험을 행하였으며, 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 메탄-공기 예혼합기의 화염전파과정은 이론혼합기 부근에서 구면형으로 진행되는데 반해, 과농 또는 과박 혼합기 그리고 점화위치가 연소실 벽면에 가까울수록 타원형으로 진행되며, 초기압력이 증가함에 따라 화염전파는 느려진다. 화염전파속도와 연소 속도는 초기압력이 낮고 점화위치가 연소실 중심에 가까울수록 빠르며, 당량비 1.0∼1.1 사이에서 최대치를 보인다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.197-201
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• 2006

액체산소와 케로신을 사용하여 연료 과농 조건에서 작동하는 30 ton급 로켓엔진용 가스발생기를 개발하는 과정에서 사용된 동축 와류형 분사기의 산화제 post에 발생한 열손상에 대한 연구가 진행되었다. 분사기의 열손상을 방지하기 위해 분사기는 내부 혼합 방식을 유지하면서 recess를 증가시키고 재순환영역을 최소화하여 재순환영역에서의 화염형성을 억제하는 방향으로 재설계 되었다. 축소형 규모의 연소시험에서 이러한 재설계를 통해 연료 과농 가스발생기용 동축 와류형 분사기의 산화제 post 열손상을 방지할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권2호
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• pp.250-258
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• 2010

부상화염에서 노즐직경과 연료유량을 변화하면서 화염전파속도와 연료과농영역, 연료희박영역, 확산화염 영역에서의 체적연소반응속도의 변화 특성을 수치해석을 통하여 살펴보았다. 본 연구에서 사용한 3가지 연료노즐 직경(d=0.25, 0.30, 0.35mm)에서 연료분출속도를 증가시키면 화염전파속도가 증가하지만 변화폭은 4.3%를 넘지 않는다. 연료분출속도를 증가함에 따른 연료량 증가는 직접적이고 선형적으로 체적연소반응속도에 연관되어 있음을 알 수 있었고, 따라서 부상화염에서 연료량의 증가는 화염전파속도 보다 체적연소반응속도가 연료량 변화에 대응함을 알 수 있었다.