• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2007.04a
• /
• pp.53-57
• /
• 2007

고속회전의 원심력으로 연료를 공급하고 액체연료의 미립화를 초래하는 회전연료분무장치에 대한 분무특성 시험연구를 수행하였다. 특정한 공간상에 존재하는 액적의 특성을 이해하고자 고속회전 연료분사시스템을 설계 제작하였다. 시험장치는 고속으로 회전하는 Spindle, 회전연료노즐, 가압식 물탱크, 아크릴 케이스로 구성하였다. 액적의 크기와 속도를 측정하기 위해 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)시스템을 사용하였고, ND-Yag Laser를 사용하여 분무를 가시화 하였다. 시험결과 고속회전 연료분사시스템의 분무특성을 확인할 수 있었고, 회전속도는 액적 크기, 속도, 분무각 및 분무패턴 등의 분무특성에 주요한 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.21-25
• /
• 2005

디젤분무가 연소실 벽에 충돌할 때의 연료부착특성을 파악하기 위하여 평판에 충돌하는 디젤 분무의 부착특성을 실험적으로 연구하였다. 투명 아크릴판을 이용하여 연료액막과 충돌분무를 동시에 촬영하였고, 충돌분무의 성장에 따른 연료액막의 성장도 함께 측정되었다. 부착된 연료는 연료액막 및 부착액적들로 나누어서 측정할 수 있었으며 그 결과 연료액막 주변에 무수한 연료액적이 부착함을 알 수 있었다. 시간에 따른 부착연료비를 예측하기 위하여 몇 가지 가정이 사용되었다. 그 결과 시간경과에 따른 부착연료비를 충돌거리 10mm, 30mm, 50mm에 대하여 예측할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.13 no.6
• /
• pp.41-47
• /
• 2009

This paper presents the spray characteristics of the simplex fuel nozzle with different working fluids for the gas turbine engine. Spray characteristics can be changed with viscosity, surface tension and density. In this research, water and test fluid type 2 which has similar characteristics of the kerosene are used as a working fluid. Spray visualization was performed by using ND-Yag laser and droplet size was measured by using PDPA(Phase doppler particle analyzer) system. The test results show that spray shapes and SMD distributions of two working fluids are similar at main spray region.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.14-18
• /
• 1988

액체의 미립화는 액체연료의 연소를 위한 분무, 분무 도장, 농약 살포, 의료기기, 용융 금속의 금속 분말의 제조 등의 여러분야에 널리 이용되고 있다. 특히 연소 기관은 액체 연료의 미립화와 증발 특성에 따라 기관의 연소와 성능은 크게 변화하므로 연소실 내의 연료 미립화 특성의 개선은 매우 중요하다. 미립화에 영향을 미치는 인자에는 연료의 물성과 분사 기구 및 분사 밸브 등의 구조와 분사압력 등은 연료 미립화에 주된 영향을 미치는 요인의 하나가 되고 있다. 여기서는 주로 액체연료의 미립화에 일반적인 기초 사항과 분무 특성의 표시 방법, 측정법에 대하여 기술하기로 한다.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.18-25
• /
• 2007

제 2세대 직접분사식 가솔린 기관에서 6공 연료분사기의 연료분무특성을 관찰하였다. 실험에 사용한 직접분사식 가솔린 기관은 2개의 흡입밸브와 2개의 배기밸브를 갖는 텀블형 Spray Guided 연소실과 Quartz로 제작된 실린더 라이너와 실린더 헤드 창으로 구성되어 있다. 선회유동을 유도하기 위하여 흡입매니폴드에 선회유동 제어밸브를 부착하였다. 2차원 Mie 스캐터링 기법을 이용하여 연료분사시기, 연료분사압력과 실린더 내 유동 및 냉각수 온도가 연료분무에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험결과로는 흡기과정동안 흡기 선회유동은 분사된 연료의 공간적 분포에 크게 작용하였고, 압축과정동안에는 텀블 및 선회유동의 영향이 흡기과정에 비해 크지 않음을 확인하였다. 또한 성층연소를 위해서 압축과정에서 연료를 분사하는 경우 고압의 연료분사압은 분무도달거리의 성장을 촉진시키나 상승하는 피스톤과 이로 인한 실린더 압력의 상승으로 분무도달거리의 성장이 억제됨을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.892-895
• /
• 2017

As a component development of heavy duty industrial gas turbine combustor development program, pressure swirl simplex injector was designed and tested to figure out spray characteristics and performance. Injector flow rate as a function of pressure drop was measured and compared to the design target. Also spray shape was analyzed qualitatively and spray cone angle was measured from spray visualization image using shadowgraph. The flow test result showed that the injector was designed and manufactured correctly according to the design target and spray cone angle was measured from shadowgraph result. As a next step, PDA (Phase Doppler Anemometry) measurement is planned to figure out more specific spray performance and characterization.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.12 no.2
• /
• pp.57-65
• /
• 2008

The atomization phenomena and spray characteristics of drum type rotary atomizer using centrifugal force from high rotational speed of gas turbine engine shaft were studied through rotary atomizer modeling analysis and experimental method. A test rig for rotary atomization that has range of $5,000{\sim}40,000\;rpm$ was used to make similarity for high speed rotating shaft. Spray visualization methodology and Phase Doppler Anemometry were also used to investigate the atomization mechanism and spray characteristics. We found that the rotating fuel spray has unique breakup process and we have to make breakup point earlier through increasing rotating speed to improve atomization performance.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.16-21
• /
• 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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.38 no.9
• /
• pp.763-771
• /
• 2014

As a preliminary study on the spray behavior characteristics of emulsified fuel, the fuel properties (viscosity, surface tension, and density) and evaporation characteristics of a fuel droplet were investigated. The emulsified fuel was made by mixing diesel and $H_2O_2$. In addition, the macroscopic spray behavior characteristics such as the spray penetrations and spray angles of the emulsified and diesel fuels were compared. The stirring condition of the emulsified fuel was a 9:1 mixture of the diesel fuel and the surfactant span 80. The mixing ratios for the hydrogen peroxide were set at EF2, EF12, EF22, EF32, EF42, EF52, EF62, EF72, EF82, and EF92. The injection pressures were set at 400, 600, 800, and 1000 bar. We found that as the mixing ratio of the hydrogen peroxide was increased from EF2 to EF52, the viscosity of the emulsified fuel increased. However, afterward, the viscosity of the emulsified fuel gradually decreased and approached the viscosity value of the diesel fuel. Therefore, generally oil-in-water emulsions were used for the hydrogen peroxide mixing ratios up to 52 (EF52), and water-in-oil emulsions were used for the hydrogen peroxide mixing ratios above 52. Finally, the spray behavior characteristics (spray penetration and spray angle) of the emulsified fuel were found to be almost independent of the mixing ratio.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.202-206
• /
• 2009

We studied the spray characteristics of the high-speed rotating fuel injection system. The diameter of in-line injection orifices are varied from 1mm to 5mm and the number of in-line injection orifices are varied from 3 to 12. Droplet size, velocity and spray distribution were measured by the PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) system and spray was visualized. From the test results, the liquid column generated from the injection orifice is mainly controlled by the rotational speeds. Also diameter of injection orifices and number of injection orifices have influence on the diameters of droplet. Consequently, we find out that the basic mechanism of controlling the droplet size is the liquid film thickness in the injection orifice.