• 한국산업융합학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.37-42
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• 2000

액체 분무가 벽면의 평평한 면에 충돌할 때의 거동에 대해 실험을 통하여 조사하였다. 각 분사노즐과 벽면까지의 거리 그리고 분사 속도에 있어서 충돌점에서의 액체 액막의 비산 거동과 평면에서의 액막의 흐름에 대하여 관찰하였다. 충돌점에서 비산하는 액적의 비산율을 정량적으로 측정하였다. 분사속도가 증가에 의해 충돌 거동은 5개의 영역으로 분류되며, 분사속도가 증가하면 비산율도 증가하게 된다. 또한, 충돌거리가 분무의 분열점보다 길때의 분사량의 약 반 정도가 비산하게 되는 결과가 얻어졌다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.949-952
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• 2017

본 논문에서는 충돌형 분사기를 이용하여 수직분사 실험을 진행하였으며, 기존의 단공 오리피스의 분사기와 비교하여 분무특성에 어떠한 변화가 있는지 실험적으로 연구하였다. 또한 동일 오리피스 길이 대 직경비(L/d = 5)를 갖는 분사기를 바탕으로 충돌각(60, 90, 120)의 변화에 따른 액체 분무특성을 파악하였다. Top view의 기준 방향으로 y 방향에서의 분열길이 결과를 보면, 충돌각이 증가할수록 분열길이가 전체적으로 감소함을 알 수 있었다. 반면에 충돌형 분사기를 side view 기준으로 보았을 때, x 방향에서의 분열길이는 이전 단공노즐에서의 분열길이보다 더욱 감소하였으며, 이는 단공노즐의 분사기보다 충돌형 분사기의 미립화 성능이 우수함을 의미한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
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• pp.2-2
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• 1999

본 연구에서는 액체 로켓용 추진제 분사기로 많이 활용되는 충돌형 분사기중에서 2중 충돌(F-O-O-F)형 분사기에 대한 미립화 특성을 파악하였다. 액적의 크기를 측정하기 위하여 위상/도플러 입자분석기를 사용하였으며, 모의 추진제로 물을 사용하였다. 모의 추진제의 운동량비와 압력 강하량 변화에 따른 2중 충돌(F-O-O-F)형 분사기의 미립화 특성과 크기분포에 대하여 고찰하였다. 분사기 면으로부터 100mm 떨어진 단면에서 산화제/연료의 운동량비가 MR=1.19에서 MR=6.48까지 증가함에 따라 액적크기(SMD)는 감소하였으며, 액적크기(SMD)가 운동량비(MR)에 대하여 SMD= 193.480+15.687MR-5.036M$R^2$+0.415MR$^3$와 같은 관계식에 근사되었다 또한, 연료와 산화제의 압력강하량이 증가할수록 액적크기(SMD)가 감소하였다. 충돌 분무유동장의 액적크기 분포는 Rosin-Rammler 분포함수와 Upper-limit분포함수 모두에 대하여 잘 일치하고 있다. 본 연구의 결과는 액체 로켓용 충돌형 분사기의 초기 설계단계에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.2-2
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• 1999

액체추진제 로켓엔진에서 분사기의 미립화 및 혼합 특성과 그에 따른 연소 특성은 성능과 안정성을 결정하는 중요한 파라미터이며 분사기는 제한된 설계 조건하에서 최대의 열방출율을 발휘하도록 설계되어야 한다. 여기서 연소효율은 연료와 산화제의 혼합특성과 충돌 분무의 미립화의 정도에 의해 결정되므로 충돌 분무 유동성의 혼합, 미립화 특성과 이에 따른 인조성능 특성을 명확하게 밝힘으로써 최대 엔진성능을 위한 설계가 가능하게 된다. 분사기의 설계에는 분사요소형태, 분사공의 형상 및 유동시스템 등이 포함되며 특히 분사요소 형태의 선택에는 추진제, 연소실냉각방법, 연소실 형상, 자동조건 및 엔진의 수명 등이 중요한 제한조건으로 고려된다. 이런 형태의 분사 요소들 중, 충돌형 분사기는 저장성 추진제를 사용하는 중, 저추력의 액체추진제 로켓엔진에 주로 사용된다. 이 분사형태는 미립화 성능이 높지 않고, 분사공 직경 및 운동량비에 따른 혼합성능이 만감하며 blow apart 등에 의한 열부하 혹은 안정성에 대한 문제가 있으나 양호한 혼합효율, 신뢰성과 제작의 용이함으로 인하여 광범위하게 사용된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.7-7
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• 1999

충돌/유출냉각은 연소실 벽면 등과 같이 열부하가 많이 걸리는 영역에서 고온의 연소가스로부터 표면을 보호하는 막냉각과 더불어 내부에 다공성 판을 설치하여 충돌제트에 의해 내부표면을 냉각시켜 가스터빈엔진의 고온요소의 냉각성능을 극대화시키는 방법 중의 하나이다. 이와 같은 냉각방법을 적용하면 벽면을 충돌제트에 의한 냉각과 함께 냉각유채를 막냉각에 활용함으로써 냉각효율을 극대화할 수 있다. 본 연구에서는 국소적인 값들을 획득하기 용이한 물질전달실험방법의 하나인 나프탈렌 승화법을 이용하여 수직으로 분사되는 충돌제트에 의한 유출판 내면에서의 열/물질전달특성을 분사판(injection plate)과 유출판(effusion plate) 사이의 높이, 분사제트의 속도, 분사홀간의 배열을 변화시켜가며 유출판만이 있는 경우와 비교, 분석하였다. 분사홀과 유출홀의 관 사이의 간격은 0.33d에서 10d까지 변화시켜가며 그 효과를 관찰하였으며, 홀배열 효과를 보기 위하여 2가지 홀배열(staggered array, shifted array)에 대하여 실험하였다. 또한 분사제트의 속도효과를 고찰하기 위하여 분사제트의 Rc$_{d}$=5,000-12,000까지 변화시켜가며 실험을 수행하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권2호
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• pp.16-21
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• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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• pp.460-465
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• 1999

액체 로켓용 충돌분사형 인젝터는 구조가 매우 간단하면서 고유량의 연료를 분사시킬 수 있기 때문에 여러 엔진에 응용된 바 있다. 본 연구에서는 이러한 인젝터의 특성을 산업용 보일러에 적용하기 위한 기초 실험 및 수치 계산을 수행하였다. 충돌분사 노즐로부터 형성되는 분무의 분포 특성을 실험적으로 측정하였고 이를 실제 조건에 모사하기 위해 수치 계산을 하여, 두 결과를 비교하여보았다. 이로부터 보일러의 효율과 공해물질 저감에 영향을 가져오는 액적의 미립화 특성을 향상시킬수 있는 연료 분사 조건을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.36-41
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• 2000

액체로켓에서 설계된 추진제를 엔진내로 분사하고, 미립화 및 혼합시키는 분사기고서, 널리 사용되어온 이유체 충돌분사기의 혼합특성은 연소안정성 및 연소효율에 주요한 영향을 미치는 인자이다. 따라서 본 연구는 이유체 충돌 분사기의 설계변수인 충돌각, 오리피스 직경비 및 운동량비가 질량분포 및 혼합성능에 미치는 영향을 규명하기 위하여, 추진제대용으로 물과 TCE를 사용하는 비연소시험법에 의해서 수행되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2013

모형 연소실에서 충돌형 분사기의 연소 안정성 평가를 위해 시간지연(time lag)과 간섭인자(interaction index)의 관계를 연구하였다. 산화제 분사 속도의 5%에 해당하는 섭동을 공진주파수로 인위적으로 가진하여 이에 대한 화염의 응답특성을 분석하였다. 연료와 산화제의 혼합지점인 충돌점들, 즉, 특성길이 위치에서 속도섭동과 열방출율 섭동간의 관계를 시간지연 모델을 이용하여 나타내었다. 시간지연을 정량화하는 개선된 방법으로서, 수치해석을 통해 얻은 결과로부터 분사기 출구면으로부터 충돌점까지 평균속도를 이용하는 방법을 제안하였다. 축방향의 평균속도가 증가할수록 시간지연이 짧아지는 경향성을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.28-28
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• 1998

단일 충돌제트의 경우 충돌면에서의 열전달 효과는 제트 출구와 충돌면 사이의 간격, 노즐 형상에 따른 제트출구의 초기조건, Re$_{D}$수 변화와 충돌면의 형상이나 표면거칠기 등에 따라 변화하게 된다. 그러나 수직 충돌제트의 경우 정체영역에서의 국소적인 열전달 향상은 용이하나 반경 방향으로 열전달이 점차 감소하게 된다. 따라서 충돌면의 전반적인 열전달 향상을 위해서는 열전달이 정체점보다 상대적으로 낮은 영역에서 열전달 향상이 필요하다. 또한, 실제 적용시 충돌면의 형상이나 협소한 공간에서 노즐위치의 제약으로 인하여 충돌제트가 수직으로 분사되는 경우보다 경사진 제트가 더욱 많이 응용된다. 더욱이, 수직충돌제트가 사용되는 많은 상황에서도 주위의 다른 공기 흐름의 영향으로 인하여 실제 제트가 경사각을 갖고 분사되어진다 이러한 경사충돌제트의 중요성에도 불구하고 경사충돌제트에 대한 연구는 수직충돌제트에 대한 연구보다 상대적으로 적게 이루어져 왔다.