• 제목/요약/키워드: Combustor Chamber

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75톤급 액체로켓엔진 연소기 저압시험을 통한 연소성능 예측 (Performance Prediction of Combustion Chamber for 75 ton LRE through Firing Tests at Low Pressure)

  • 한영민;김종규;이광진;임병직;서성현;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.66-70
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    • 2010
  • 우주발사체용 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 저압연소시험에서 얻은 데이터를 기본으로 75톤급 연소기의 연소특성속도 및 비추력을 예측하였다. 75톤급 연소기 저압연소시험에서 연소특성속도는 약 1750 m/sec, 비추력은 240 sec로 30톤급 연소기의 저압 성능보다 높은 값을 보여주었다. 30톤급 연소기의 연소시험에서 얻은 저압/고압 관계식을 통해 75톤급 연소기의 설계점에서 연소특성속도는 약 1770 m/sec, 비추력은 약 278 sec로 목표치를 상회하는 값을 예측하였다.

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형광체를 이용한 연소기 표면온도 측정기술 (Measurement of combustor surface temperature using phosphor thermometry)

  • 김용규;이석환;김성훈;양인영
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.228-231
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    • 2017
  • 항공기 엔진 등 연소기의 표면온도는 연소성능과 관련된 중요한 측정인자 중의 하나이나 통상적인 온도측정 기술로는 연소화염이나 진동, 분진 등의 열악환경으로 인해 측정오차가 매우 큰 측정량이다. 이를 해결하기 위한 기술로 형광체의 온도에 따른 감쇠광의 파장변화 혹은 감쇠시간 변화를 이용하여 실시간으로 연소기 표면온도를 측정할 수 있는 기술이 개발되었다. 본 연구에서는 스크렘젯 연소기 내부 표면온도르르 in-situ 상태에서 측정할 수 있는 기술을 개발하기 위한 일환으로 355 nm 파장의 레이저로 여기된 Dy:YAG 형광체의 온도에 따른 분광특성을 최대 $800^{\circ}C$까지 측정하였고, 전기로 내에서 교정된 열전대를 이용하여 형광온도계의 교정곡선을 구하였다.

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밀리미터 스케일 촉매 연소기에서의 수소-공기 예혼합 가스의 촉매 연소 특성 (Catalytic Combustion Characteristics of Hydrogen-Air Premixture in a Millimeter Scale Monolith Coated with Platinum)

  • 최원영;권세진
    • 한국연소학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.20-26
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    • 2005
  • In the present study, catalytic combustion of hydrogen-air premixture in a millimeter scale monolith coated with Pt catalyst was investigated. As the combustor size decreases, the heat loss increases in proportion with the inverse of the scale of combustion chamber and combustion efficiency decreases in a conventional type of combustor. Combustion reaction assisted by catalyst can reduce the heat loss by decreasing the reaction temperature at which catalytic conversion takes place. Another advantage of catalytic combustion is that ignition is not required. Platinum was coated by incipient wetness method on a millimeter scale monolith with cell size of $1{\times}1mm$. Using this monolith as the core of the reaction chamber, temperatures were recorded at various locations along the flow direction. Burnt gas was passed to a gas chromatography system to measure the hydrogen content after the reaction. The measurements were made at various volume flow rate of the fuel-air premixture. The gas chromatography results showed the reaction was complete at all the test conditions and the reacting species penetrated the laminar boundary layer at the honeycomb and made contact with the catalyst coated surface. At all the measuring locations, the record showed monotonous increase of temperature during the measurement duration. And the temperature profile showed that the peak temperature is reached at the point nearest to the gas inlet and decreasing temperature along the flow direction.

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이중원추형 모형연소기에서 압력과 공기비에 따른 화염 구조 및 NOx 배출특성 (Effect of pressure and stochiometric air ratio on flame structure and NOx emission in gas turbine dump combustor with double cone burner)

  • 남현수;한동식;김규보;전충환
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.177-179
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    • 2012
  • This work presents an experimental investigation to study $NO_x$ emissions under stoichiometric air ratio and elevated pressure (2~10bar) in a High Press Combustor(HPC) equiped with double cone burner which was designed by Pusan Clean Coal Center(PC3). Exaust gas temperature and $NO_x$ emissions were measured at the end of the combustion chamber. The $OH^*$ radical concentration and $NO_x$ emission were decreased as a function of increasing ${\lambda}$ generally. On the other hand, $OH^*$ radical concentration and $NO_x$ emission increased with ${\lambda}$ pressure of the combustion chamber. $NO_x$ emissions which were governed by thermal $NO_x$, were highly increased under the elevated pressure, but slightly increased at sufficiently low fuel concentrations (${\lambda}>2.0$).

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사이클론 연소기에서 성상이 다른 석탄의 연소 특성 비교 (Comparision of Combustion Characteristics of the Different Property Coal in Cyclone Combustor)

  • 홍성선;황갑성;최병선
    • 공업화학
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    • 제5권2호
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    • pp.337-344
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    • 1994
  • 높은 연소효율과 환경오염물질을 적게 배출하는 75kw급 소형 접선방향 연료주입식 수직형 사이클론 연소기를 이용하여 성상이 다른 수입 유연탄(역청탄, 아역청탄)을 시료로 하여 공기비 0.4~1.6 범위에서 각각의 연소 특성 및 연소 후 회분의 포집효율을 조사하였다. 로 내 온도 분포는 전영역에서 역청탄이 아역청탄보다 약 $100^{\circ}C$ 이상 높게 나타났고 로 내에서는 로 하부와 축선이 높게 나타났다.

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연료 막냉각을 적용한 액체로켓 연소기의 연소/냉각 성능 간 Trade-off 해석 (A Trade-off Analysis between Combustion and Cooling Performance of a Liquid Rocket Combustor with Fuel Film Cooling Scheme)

  • 조미옥;김성구;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.16-22
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    • 2012
  • 액체로켓 추력실의 성능 예측 및 초음속 노즐부 형상 설계에 활용 중인 in-house 해석 도구를 이용하여 재생냉각 연소기에 대한 성능/냉각 통합해석을 수행하였으며, 막냉각 유량 및 외곽 분사기열의 혼합비 변화에 따른 연소 성능과 냉각 성능 간 trade-off 경향을 고찰하였다. 향후 막냉각 및 주요 설계 인자의 최적화 도구로 활용될 수 있도록 개발 연소기에 대한 시험 결과와의 비교 등을 통하여 수치해석 도구를 검증/개선해나갈 계획이다.

로켓엔진 연소기 재생냉각채널을 모사한 탄화수소계 연료가열시험 (Hydrocarbon Fuel Heating Experiments Simulating Regeneratively Cooled Channels of LRE Combustor)

  • 임병직;이광진;김종규;양승호;김희태;강동혁;김홍집;한영민;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.78-84
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    • 2007
  • 탄화수소계 연료를 사용하는 재생냉각 로켓엔진 연소기에서는 벽면온도가 올라감에 따라 냉각채널 벽면에 화합물이 침전되는 코킹현상이 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 현상은 냉각 유체에 의한 냉각 성능을 감소시키고 결과적으로 과열에 의한 연소기 손상을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 재생냉각채널을 모사하는 전기가열장치 실험결과를 소개하고 실험결과를 바탕으로 구리합금과 탄화수소계 연료(Jet A-1)와의 적합성에 대해서 검토하였다.

Evaluation by Rocket Combustor of C/C Composite Cooled Structure for Combined-cycle Engine

  • Takegoshi, Masao;Ono, Fumiei;Ueda, Shuichi;Saito, Toshihito;Hayasaka, Osamu
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.804-809
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    • 2008
  • In this study, the cooling performance of a C/C composite material structure with metallic cooling tubes fixed by elastic force without chemical bonding was evaluated experimentally using combustion gas in a rocket combustor. The C/C composite chamber was covered by a stainless steel outer shell to maintain its airtightness. Gaseous hydrogen as a fuel and gaseous oxygen as an oxidizer were used for the heating test. The surface of these C/C composites was maintained below 1500 K when the combustion gas temperature was about 2900 K and heat flux to the combustion chamber wall was about 9 $MW/m^2$. No thermal damage was observed on the stainless steel tubes which were in contact with the C/C composite materials. Results of the heating test showed that such a metallic-tube-cooled C/C composite structure is able to control the surface temperature as a cooling structure(also as a heat exchanger), as well as indicating the possibility of reducing the amount of the coolant even if the thermal load to the engine is high. Thus, application of the metallic-tube-cooled C/C composite structure to reusable engines such as a rocket-ramjet combined cycle engine is expected.

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연료 막냉각을 적용한 액체로켓 연소기의 연소/냉각 성능 간 trade-off 해석 (A Trade-off Analysis between Combustion and Cooling Performance of a Liquid Rocket Combustor with Fuel Film Cooling Scheme)

  • 조미옥;김성구;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.35-41
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    • 2012
  • 액체로켓 추력실의 성능 예측 및 초음속 노즐부 형상 설계에 활용 중인 in-house 해석 도구를 이용하여 재생냉각 연소기에 대한 성능/냉각 통합해석을 수행하였으며, 막냉각 유량 및 외곽 분사기열의 혼합비 변화에 따른 연소 성능과 냉각 성능 간 trade-off 경향을 고찰하였다. 향후 막냉각 및 주요 설계인자의 최적화 도구로 활용될 수 있도록 개발 연소기에 대한 시험 결과와의 비교 등을 통하여 수치해석 도구를 검증/개선해나갈 계획이다.

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연소기 연소시험설비 고압가스 공급시스템 설계 (Design of Compressed Gas Supply System for Combustion Chamber Test Facility)

  • 정용갑;조남경;한영민
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.85-90
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    • 2014
  • 액체 추진 엔진 개발을 위해서는 서브시스템인 연소기 개발이 선행되어야 하고 설계 및 제작된 연소기의 성능 검증은 연소기 연소시험설비(CCTF)에서 수행된다. 연소기 연소시험설비는 로켓 엔진의 연소기를 개발하기 위한 시험 설비로 산화제로는 액체산소(Liquid Oxygen)를 사용하고 연료로는 케로신(Kerosene)을 사용한다. 이러한 추진제는 질소가스를 사용하여 고압으로 추진제 런탱크를 가압하여 연소실로 공급하게 된다. 우주센터에 구축 예정인 연소기 연소시험설비에 대한 상세설계가 수행되었으며, 본 논문에서는 고압가스 공급시스템에 대한 설계 결과를 소개하고자 한다.