• 제목/요약/키워드: 연소표면적

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액체로켓 엔진 연소기의 열차폐 코팅 및 막냉각 조건에 따른 냉각 성능 변화 해석 (Effect of Thermal Barrier Coating and Film Cooling Condition on the Cooling Performance of Liquid-propellant Rocket Engine Combustor)

  • 조미옥;김성구;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.52-59
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    • 2014
  • 액체로켓 엔진 연소기에 대한 연소/냉각 성능 통합 해석 및 연소 시험 결과와의 비교를 통하여 내열 세라믹 열차폐 코팅 조건에 따른 냉각 성능 변화 경향을 고찰하였다. 연소기 헤드부 근처에서의 막냉각 적용 여부 및 막냉각 유량에 따른 냉각수 온도 및 열차폐 코팅 표면 온도 변화 경향 또한 확인하였다. 본 연구를 통하여 재생냉각 방식 로켓 엔진 연소기의 냉각 기구 설계 시 고려 사항이 검토되었으며, 향후 지속적인 해석 도구 검증이 수행될 예정이다.

HTPB/AP/Zr 추진제의 연소 특성 (Combustion Characteristics of HTPB/AP/Zr Propellant)

  • 민병선;현형수;임유진
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • HTPB/AP의 성능을 이론적 계산에 의해 분석한 결과, Zr 함유 추진제는 Al 추진제보다 비추력이 낮은데 그 이유는 화염온도가 낮고, Zr 산화물의 분자량이 크기 때문이었다. HTPB/AP/Zr 추진제에서 Zr의 입도가 작을수록 연소속도가 증가하며, 입도가 작은 $2{\mu}m$ Zr은 함량이 증가할수록 금속화염으로부터 연소표면으로 전달되는 열량이 증가하여 연소 속도가 빨라지는 것으로 나타났다. 150nm 크기의 Al을 HTPB/AP/Zr 추진제에 적용하면 연소 속도가 증가하지만, 연소속도 증진 효과가 매우 좋은 Butacene 및 $1{\mu}m$ AP가 함께 함유된 추진제에서는 AP의 입도 분포의 영향에 의해 nano Al으로 인하여 연소속도가 감소할 수도 있다는 것을 알게 되었다.

고 표면적-체적 비를 가지는 소형 연소실 환경에서의 연소특성 (Combustion characteristics in small combustion chamber that has high surface to volume ratio)

  • 이대훈;최권형;권세진
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2000년도 제21회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.212-216
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    • 2000
  • Combustion phenomenon in scale-downed combustor is investigated. As the combustor volume decreases surface to volume ratio increases. for increased surface to volume ratio means increased heat loss and this increased heat loss affects reaction in combustion chamber. Plastic mini combustor is made. Stoichiometricaly premixed Hydrogen I air gas is used as fuel. Initial chamber pressure and chamber size are varied and the effects are evaluated. Peak pressure decreases with the decrease in chamber height. As initial chamber pressure decreases peak pressure decreases. And this change is more important than scale down effect till the chamber height of 1mm. With this result and further information following the experiments design parameter for micro engine can be established.

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복사관 버너의 연소특성

  • 조길원;박흥수;이용국
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회, 한국에너지공학회 1993년도 춘계 공동학술발표회 초록집
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    • pp.112-115
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    • 1993
  • 복사관을 이용한 가열방식은 복사관내에서 연료를 연소시킬 때 얻어지는 열이 관을 통하여 복사됨으로서 피가열물을 가열하는 방식으로서 분위기제어가 필요한 열처리로 등에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 연속 소둔설비용으로서 저 NOx화 및 복사관의 표면온도를 상대적으로 균일하게 가열시키는 특성을 가진 버너의 개발을 위한 것으로서 실기규모 연소실험을 수행하였다. 연소실험은 기존버너 및 편심노즐버너에 대해서 수행하였으며 특히 개발실험용 버너의 실험과정에서는 새로 고안된 버너의 성능평가로부터 최적화에 이르기까지의 종합적인 실험을 수행하였다. 개발실험에 의해 편심노즐을 특징으로 하는 2단연소식 복사관버너를 고안하였으며 시제품버너의 성능실험결과 기존버너보다 NOx방출량에서 30%의 감소를 보여주었으며 복사관에서의 온도의 균일성이 향상되었음을 확인하였다.

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환경친화적 ATH - FILLED XLPE COMPOUND 특성 연구 (ECO Characteristic of ATH - Filled XLPE Compound Composites)

  • 정영섭;김경룡;한신호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 방전 플라즈마연구회
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    • pp.44-48
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    • 2003
  • 할로겐 난연재료 및 고분자의 연소시 Dioxine의 문제점이 대두되고 있어 유럽국가를 중심으로 할로겐 난연제 사용을 규제하고 있다. 환경과 인체에 대한 안정성을 고려해서 저 유해 가스화, 저 발연화, 저 부식성, 리사이클링 등을 겸비한 제품의 개발로 관심이 모아지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 환경친화적인 금속화합(수산화 알루미늄)을 사용하여 연소시 발생할 수 있는 난연성, 무독성, 소연성 등을 함량별로 확인하고 난연재가 증가할수록 취약한 기계적 물성 보완을 위해 moisture cure crosslikable 기술로 케이블절연 및 자켓 피복층 특성을 증가 시켰다. 그러나 수산화알루미늄 함량이 증가할수록 기계적 물성과 기타 특성도 감소하는 경향을 보이고 있어 최적의 난연제 조성함량이 약 130~150 phr정도에서 우수한 결과를 확인하였다. 또한 moisture cure agent는 전선압출 시 표면에 scorch 및 장기 압출에 영향을 주므로 약 1.5~2phr 범위에서 처방하는 것이 우수하다. 원료투입 후 mixing 공정 중에서는 온도관리가 매우 중요하므로 되도록 믹싱 온도를 $130^{\circ}C$ 이하를 유지해야한다. 온도는 수산화알루미늄의 분산성과 케이블 피복압출 시 표면에도 영향을 주기 때문이다 본 연구는 이런 작업방법을 통해 친환경 가교 난연콤파운드가 비(比) 가교된 제품에 비해 특성이 증가되는 것을 입증할 수 있었다.

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고체로켓모터의 비선형 연소 불안정성 예측 기법 (The Nonlinear Combustion Instability Prediction of Solid Rocket Motors)

  • 홍지석;문희장;성홍계;엄원석;서성현;이도형
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.20-27
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    • 2016
  • 연소 불안정 현상은 연료의 응답 함수, 연소율, 국부 연료 표면의 유동 속도에 영향을 미치기 때문에 고체로켓 모터 설계 시 성능이나 구조적 안정성을 다루는 측면에서 매우 중요한 부분이다. 연소 불안정 현상은 음향 모드가 연소/유동과정에서 발생하는 진동수와 결합(coupled)되었을 때 발생한다. 본 연구에서는 비선형 파동방정식으로부터 음향 비선형 불안정 모델을 유도하여 실린더형 고체로켓 모터의 연소 불안정 현상을 분석하였다. 또한 고체로켓 모터 연소실 압력, 연소 속도가 연소 불안정에 미치는 영향을 조사하였다.

서점의 적재가연물의 연소특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Combustion Characteristics of Live Fire Load in a Bookstore)

  • 남동군
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.47-53
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    • 2011
  • 건축물 적재가연물은 종류 및 양 등의 특성에 따라 화재지속시간과 화재규모 등에 크게 기여한다. 서점은 다른 건축용도보다 가연물이 다량 적재되어 있으므로 화재발생시 화재위험성이 클 가능성이 있다. 그러나 한편으로는 서점 내부의 서적은 연소하면 탄화층이 형성되고 적재가연물량에 비해 노출표면적이 작기 때문에 화재시 열분해가스의 생성이 작을 가능성도 있다. 이러한 가능성을 다양한 실험을 통해 파악하여 서점의 화재안전설계에 합리적으로 반영할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 서점의 성능위주설계에 활용하기 위하여 적재가연물을 재현한 시험체를 가열로에 넣고 ISO834-1:1999 표준가열곡선에 따라 가열하는 일련의 실험을 실행하였다. 이 실험 결과를 바탕으로 서점의 적재가연물의 연소발열성상을 파악하고 성능위주설계에 필요한 연소속도 및 열방출률 등을 제시하였다.

액체로켓엔진 연소기에 적용된 니켈-크롬 코팅의 열차폐 효율과 내구성 (Thermal Barrier Efficiency and Endurance of Ni-Cr Coating in Liquid Rocket Engine Combustor)

  • 이광진;임병직;김종규;한영민;최환석
    • 항공우주기술
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    • 제8권1호
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    • pp.138-143
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    • 2009
  • 액체로켓엔진 연소기에 적용된 대기 플라즈마 코팅 및 전해/무전해 도금 코팅의 열차폐 효율과 내구성 평가를 수행하였다. 연소시험 결과 대기 플라즈마 방식의 $ZrO_2$, NiCrAlY 코팅은 로켓엔진 연소기의 초음속 유동영역에서 코팅이 표면에서 박리되는 현상이 간헐적으로 발생하였으며 따라서 이러한 문제를 극복할 수 있는 대체 코팅 방식이 요구되었다. 시험 결과 열차폐 효율 및 내구성 관점에서 대기 플라즈마 방식의 $ZrO_2$, NiCrAlY 코팅의 대안으로 무전해/전해 방식을 사용한 니켈-크롬 코팅을 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

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고체추진기관 연소관단열재의 열파괴 예측기법 (Prediction Method for Thermal Destruction of Internal Insulator in Solid Rocket Motor)

  • 배지열;황인식;강윤구
    • 한국추진공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.9-16
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    • 2023
  • 본 연구에서는 고체추진기관 내 연소관단열재의 열분해와 삭마를 고려하여 단열재의 열응답을 예측할 수 있는 일차원 해석기법을 개발하였다. 모델링에는 연소관단열재 내부에서 발생하는 열분해로 인한 물성변화, 숯층의 팽창 및 분해가스 이동을 고려하였다. 또한 연소가스로부터의 복사/대류 열유속을 경계조건으로 적용하였으며 단열재 표면에서 발생하는 화학적 삭마속도를 대수식으로 모델링하였다. 해석기법 검증을 위해 열전대가 설치된 시험모터에 대한 해석을 수행하였다. 해석으로 도출된 온도분포는 시험과 유사한 값을 나타냈으며 시험과 예측 열파괴두께의 오차는 0.1 mm 내외였다.

가스터빈용 촉매 연소기의 유동 특성에 관한 연구 (A Study on the Flow Characteristics of the Catalytic Combustor for the Gas Turbine)

  • 홍동진;김종민;김만영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.792-798
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    • 2007
  • 촉매 연소는 통상의 연소 방식과는 달리 촉매 표면에서 연료와 산화제의 화학 반응에 의한 연소 방식이다. 따라서 연소 영역 이전에 연료와 공기가 잘 혼합되어야 하며, 균일한 공급이 이루어져야 한다. 만약 불균일한 유동 분포가 발생하게 되면, 국부적인 고온 지역이 발생하게 되고 이는 촉매와 지지체에 손상을 초래하게 된다. 본 연구에서는 촉매 연소기의 혼합 및 유동 균일도를 향상시키기 위해 다공판을 사용하였으며, 다양한 파라메터의 변화에 따른 유동 특성의 변화를 조사하기 위해 수치적인 방법을 사용하였다. 각각의 조건하에서 촉매부의 입구에서 유동의 균일도를 조사하고 평가하였으며, 그 결과 적절히 설계된 다공판을 사용하였을 경우 대부분의 해석 조건에 대해 효과적인 균일도 향상을 나타냄을 확인할 수 있었다.