• 한국추진공학회지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.59-66
• /
• 2013

액체질소와 기체아르곤을 이용해 단일 제트와 동축 제트의 아임계 및 초임계 분무 특성을 관찰하였다. 분무의 가시화에는 shadowgraph 기법이 사용되었으며, 실험결과 분석을 위해 밀도구배강도 이미지가 사용되었다. 아임계 조건에서는 단일제트에 비해 동축제트가 제트 계면의 굴곡이 더 심해짐을 알 수 있었다. 초임계 조건에서는 동축제트의 초임계 질소가 단일제트에 비해 빠르게 확산되는 것을 확인하였다. 평균 이미지에서 제트 축방향 거리에 따른 제트 직경을 도출하였으며 초임계 조건에서는 동축 분무의 제트 직경이 더 빠르게 감소하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.53-58
• /
• 2021

대체모델을 사용한 탄화수소계열 혼합유체를 아임계 및 초임계 상태에서 이중 충돌 분무를 통해 분무 메커니즘을 가시화하여 분석하였다. 임계압력과 온도가 다른 데칸과 메틸사이클로헥산을 대체모델로 선정하였다. 챔버 내부에 이중 충돌 인젝터를 설치하여 아임계 및 초임계 상태에서 고속카메라를 통해 분무를 가시화하였다. 혼합유체의 분사 및 챔버 환산압력은 Pr(P/P_c)=1로 유사하게 유지하였으며 Tr(T/T_c)은 0.48에서 1.02까지 증가시켰다. Tr이 증가할수록 혼합유체의 물성치가 각각의 임계점에 도달하여 분무각은 증가하고 시트분열길이는 감소하였다. 또한 혼합 유체가 모두 근임계점에 도달하였을 때 이중 충돌 분열 메커니즘에서 벗어나 밀도 구배의 변화가 크게 관측됨을 보였다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.8-14
• /
• 1999

The characteristics of the breakup process in supercritical spray is investigated during the injection of supercritical sulfur hexafluoride into dissimilar gases at supercritical pressures and subcritical temperature of the injected fluid. The visualization techniques used are backlighting and shadowgraph methods. The spray angles are measured and the breakup and mixing process are observed at near and supercritical conditions. The results show that spray angles are decreased with the in..ease of the ratio of density $(\frac{\rho_f}{\rho_g})$. At the supercritical temperature, the spray angles in atomization region are kept nearly constant such as the typical spray angle in gas injection. The mixing process is changed radically at the temperature where $\frac{d\rho}{dT}=\frac{1}{2}[\frac{d\rho}{dT}]_{max}$ at given pressure.

• 한국분무공학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.140-145
• /
• 2013

Sub/supercritical spray experiments were conducted, and cryogenic nitrogen and gaseous argon were selected for simulants. liquid nitrogen and gaseous argon were injected in subcritical case, and supercritical nitrogen and near-critical gaseous argon were injected in near-critical/supercritical cases. shadowgraph method was used to visualize spray, and analyzed about the breakup length. The breakup length was measured from numbers of Instantaneous shadowgraph Images from each case, and they were compared with momentum flux ratios and density ratios. It was observed that the relation between breakup length and momentum flux ratio was fitted into former experiment results. and the reasonable constant was suggested about the relation between breakup length and density ratio.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제48권9호
• /
• pp.711-716
• /
• 2020

탄화수소계열 연료를 기반으로 혼합모사추진제를 사용하여 액적을 생성하고 열에너지를 가하면서 초임계 환경으로 분무되는 거동을 가시화하였다. 혼합모사추진제는 임계압력과 임계온도가 상이한 데칸과 메틸사이클로헥산을 선정하였다. 초임계 환경으로 분무되는 유동은 Rayleigh 분열로 액적을 생성하며 Oh 수와 Re 수를 구하여 Rayleigh 분열영역임을 확인하였다. 혼합모사추진제의 온도는 Tr=0.49에서 Tr=1.34까지 변화를 주었다. 유량은 0.7~0.8 g/s로 유지하였다. 액적은 열에너지를 가할수록 분열 길이가 짧아지며 덩어리진 형태로 떨어진다. 액체 상을 가시화하는 장치에서 2차 액적(second droplet)이 형성되는 것을 확인하였고 Tr=1.34일 때 부분적으로 불안정한 상태의 초임계 상태로 액상이 보이지 않는다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제44권4호
• /
• pp.343-351
• /
• 2016

초임계 환경에서 작동하는 와류형 분사기의 극저온 질소 분무특성을 3차원 LES 수치기법을 적용하여 연구하였다. 초임계 상태에서 질소의 상태량을 예측하기 위해 초임계 상태에서 적용되는 상태방정식들을 비교하여 가장 정확한 SRK 상태방정식을 적용하였다. 또한 점성계수와 열 전도도는 Chung이 제안한 고압상태 혼합물에 대한 방정식을 적용하였으며 확산계수는 Fuller의 이론에 Takahashi가 제안한 방정식을 적용하였다. 질소로 채워진 50bar의 챔버에 5bar의 차압으로 질소를 분무하여 수치해석을 수행하였다. FFT를 이용한 주파수 분석을 통해 대수적 Smagorinsky와 동적 Smagorinsky를 실험결과와 비교하여 동적모델이 더 적합함을 판단하였다. 분사기 내부의 액막, 가스층에서 나타나는 불안정성과 분사기 외부에서 나타나는 불안정성의 원인에 대해 분석하고, 불안정성이 분사기 내부로 전파되는 현상에 대해 조사하였다. 또한 분무각에 대하여 실험 결과와 비교 검증하였다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.182-188
• /
• 2010

Significant real fluid behaviors including rapid property changes take place where high pressure combustion devices such as rocket engines. The flamelet model is the reliable approach to account for the real fluid effects. In the present study, the flamelet equations are extended to treat the general fluids over transcritical and supercritical states. The real fluid flamelet model is carried out for the gaseous hydrogen and cryogenic liquid oxygen flames at the wide range of thermodynamic conditions. Based on numerical results, the precise discussions are made for effects of real fluid, pressure, and differential diffusion on the local flame structure.

• 한국분무공학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.189-194
• /
• 2010

This study has been mainly motivated to numerically model the transcritical mixing and reacting flow processes encountered in the liquid propellant rocket engines. In the present approach, turbulence is represented by the extended k-$\varepsilon$ turbulence model. To account for the real fluid effects, the propellant mixture properties are calculated by using SRK (Souve-Redlich-Kwong) equation of state model. In order to realistically represent the turbulence-chemistry interaction in the turbulent non-premixed flames, the flamelet approach based on the real fluid flamelet library has been adopted. Based on numerical results, the detailed discussions are made for the real fluid effects and the precise structure of the transcritical cryogenic liquid nitrogen jet and gaseous hydrogen/liquid oxygen coaxial jet flame.

• 한국분무공학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.137-145
• /
• 2017

This paper describes numerical modeling of transcritical and supercritical fluid flows within a liquid propellant rocket engine. In the present paper, turbulence is modeled by standard $k-{\varepsilon}$ model. A conserved scalar approach in conjunction with multi-environment probability density function model is used to account for the turbulent mixing of real-fluids in the transcritical and supercritical region. The two real-fluid equations of state and dense-fluid correction schemes for mixtures are used to construct thermodynamic data library based on the conserved scalar. In this study, calculations are made on two cryogenic nitrogen jets under different chamber pressures. Sensitivity analysis for two different real-fluid equations of sate is particularly emphasized. Based on numerical results, precise structures of cryogenic nitrogen jets are discussed in detail. Numerical results show that the current real-fluid model can predict the essential features of the cryogenic liquid nitrogen jets.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
• /
• 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 13th KACG Technical Meeting `97 Industrial Crystallization Symposium(ICS)-Doosan Resort, Chunchon, October 30-31, 1997
• /
• pp.93-97
• /
• 1997

$CO_2$ gas를 초임계상태의 유체로하고 그 용매에 코팅물질인 파라핀을 용해시켜 초임계 분출법(RESS)에 의해 핵입자 코팅을하여 복합입자를 제조하였고 그 용출 특성을 고찰하였다. 핵입자로는 입도분포가 다른 Glassb eads, Brilliant Blue(이하 BB)를 피복한 Glass beads, 분무건조법으로 제조한 염기성 탄산마그네시아의 Microcapsule(이하 MHC MC)을 사용하였다. 제조된 복합분체 표면을 SEM으로 관찰하였고 FT-IR을 사용하여 표면의 성분분석을 하였다. BB로 피복시킨 Glass beads는 Spectrophotometer로 BB가 용출되는 시간을 측정하였고 AA로 MHC MC중 Mg2+ ion의 release time이 7min, 26min, 30min으로 반응부에서 포집한 시료의 용출특성이 제일 우수하였다.