• 한국분무공학회지
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• 제29권1호
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• pp.32-37
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• 2024

Macroscopic visualization of non-evaporating sprays was experimentally conducted to investigate spray tip penetration and spray angle under low-density conditions, corresponding to an early injection strategy. Furthermore, injectors with varying injection angles (146° and 70°) and numbers of holes (8 and 14) were employed to examine the impact of injector configuration. Compared to the baseline injector, 8H146, which has 8 holes and a 146° injection angle, the spray tip penetration of the 8H70 injector was found to be longer. This can be attributed to higher momentum due to a smooth flow field between the sac volume and the nozzle inlet, which is located closer to the injector tip centerline. The increase in velocity led to intense turbulence generation, resulting in a wider spray angle. Conversely, the spray tip penetration of the 14H70 injector was shorter than that of the 8H70 injector. The competition between increased velocity and decreased nozzle diameter influenced the spray tip penetration for the 14H70 injector; the increase in momentum, previously observed for the 8H70 injector, contributed to an increase in spray tip penetration, but a decrease in nozzle diameter could lead to a reduction in spray tip penetration. The spray angle for the 14H70 injector was similar to that of the 8H146 injector. Moreover, injection rate measurements revealed that the slope for a narrow injection angle (70°) was steeper than that for a wider injection angle during the injection event.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.249-252
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• 2012

7톤급 연소기 헤드부에 대한 구조설계를 수행하였다. 액체로켓엔진 연소기 헤드부는 추진제로 사용되는 산화제와 연료에 의하여 고압의 하중뿐만 아니라 추력 하중을 받기 때문에 구조적인 안정성은 매우 중요한 요소이다. 7톤급 연소기 헤드부 구조설계를 위하여 먼저 구조설계 요구조건을 설정하고, 이를 바탕으로 기본형상을 설계하였다. 구조설계에 사용된 재료는 국내에서 개발된 고강도 스테인리스강을 적용하였다. 설계된 기본형상에서 구조적으로 가장 효과적인 형상을 도출하기 위하여 총 12종류의 해석모델에 대하여 구조해석을 수행하고, 그 결과들로부터 구조적으로 가장 안정한 형상을 선정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권4호
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• pp.63-69
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• 2006

하이브리드 로켓 연료의 연소율 향상을 위해서 스월 유동을 이용한 방법과 나선형 그레인 방법의 두 가지 방법을 사용하여 연소율 증가에 대한 실험 연구를 수행하였다. 스월 유동을 적용하기 위해서 두 가지의 인젝터를 사용하였으며 스월 수 3.61인 인젝터를(Type II) 사용할 때 더 높은 연소율 증가를 나타내었다. 그러나 두 가지 인젝터 모두에서 공통으로 연료 앞부분에서 연소가 집중적으로 발생하는 현상이 발생하였다. 나선형 그레인에 의한 연소율 증가를 실험하기 위하여 피치 6과 피치 100인 두 종류 연료를 사용하였다. 스월 유동이 없는 인젝터를 사용할 경우 피치 6 그레인에서는 강한 난류의 발생에 따른 연소율 향상이 더 크게 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 스월 인젝터와 나선형 그레인을 동시에 적용하여 실험한 결과에 의하면, Type II 인젝터와 피치 100 그레인를 적용할 경우에 가장 높은 연소율 증가를 이루었다. 이것은 인젝터에서 발생한 스월 유동이 나선형 그레인을 통해 연료의 출구까지 유지되었기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.130-134
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• 2009

CFD analysis of the fuel injection pattern and the flow field surrounding the liquid propellant injector of a small thruster is performed. A good agreement is shown with PIV test data for the initial configuration. Analysis on various injector shapes is performed to observe the effect of injector shape on the trajectories of liquid droplet. A various shapes of injector is investigated to enhance spray pattern of the small injector.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.48-54
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• 2004

The effects of injector spacing s and injector diameter d on mixing are numerically investigated in supersonic combustor with perpendicular injection behind a backward-facing step. Simulations are reported for airstream Mach number of 2.4. Parameters are changed on following 4 cases to investigate the effects of injector configuration on mixing efficiency $\eta_m$. In the case of varying d or s, dynamic pressure ratio $Rq(=(pu^2)_j/(pu^2)_a)$ is also varied to keep bulk equivalence ratio $\Phi({\oe})Rq.d^2/s)$ constant. (l) Injector spacing s is varied at constant $\Phi$=0.5, 1, 2 for injector diameter d=6mm. In the case of $\Phi$=1, $\eta_m$ has its maximum value at s=24mm. The reason is that increase of $\eta_m$. , by widening spacing at Rq=constant competes with decrease of $\eta_m$ by increasing Rq at s=constant. When spacing is narrow, the flow field of vicinity of injector becomes two-dimensional because adjacent jets interferes each other. By widening spacing, air is easily entrained by three-dimensional effect. This mechanism also appears in the case of $\Phi$=0.5, 2 for d=6mm, and $\eta_m$. reaches its maximum value at s=24mm for $\Phi$=0.5 and at s=42mm for $\Phi$=2. (2) In the case of injector diameter d varied at $\Phi$=1 for s=30mm, $\eta_m$. has its maximum value at d=3mm. The reason is that decrease of $\eta_m$ by increasing injector diameter competes with increase of $\eta_m$ by decreasing Rq at d=constant.(3) In the case of s varied at $\Phi$=0.5, 1,2 for d=3mm, the injector spacing at which mixing efficiency has its maximum value is s= 18mm for $\Phi$=0.5, s=24mm for $\Phi$=1, s=24mm for $\Phi$=2. Therefore it is found that d=3mm and s=24mm can be optimum configuration over a range of $\Phi$=0.5~2.(4) The effect of h on the optimum spacing is investigated. s is varied for d=6mm at step height h=4, 6, 8mm. The simulation results do not show significant change on the step height.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1-8
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• 2006

One of the most important subjects to develop a LPDi engine is to suppress the bubble generated inside the liquid LPG direct injector. For the purpose of this, the analogy visualization injector to visualize the generation and behaviors of bubble is manufactured, and the bubbling phenomenon and behaviors of bubble are visualized and investigated according to the change of the temperature around an injector wall, fuel pressure and a needle configuration. As results, it was found that the bubble inside the injector is generated around an injector hole and after rising by buoyancy it disappears around the top of a nozzle. The number of bubbles generated is little changed regardless of the lapse of time but it remarkably increases as the temperature around the injector increases. Also, it was known that as the sac volume in LPDi injector decreases the generation of bubble is more active and the rising velocity of bubble generated is increased.

• 한국분무공학회지
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• 제17권1호
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• pp.35-44
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• 2012

To improve the mixing and atomizing performance at the center region of the conventional coaxial shear injector spray, the concept of a coaxial porous injector was invented. This novel injection concept for liquid rocket engines utilizes the Taylor-Culick flow in the cylindrical porous tube. The 2-dimensional injector, which can be converted in three injection configurations, was fabricated, and several cold flow tests using water-air simulant propellant was performed. The hydraulic characteristics and the effects of a gas flow condition on the spray pattern and the Sauter mean diameter (SMD) was analyzed for each configuration. The atomizing mechanism of coaxial porous injector was different with the coaxial shear injector, and it was explained by the momentum of the gas jet, which is injected normally against the center liquid column, and by the secondary disintegration at the wavy interface of liquid jet, which was generated at the recessed region. The SMD of 2D coaxial porous injector, which has higher gas momentum, was measured and it shows better atomizing performance at the center and outer side of spray than the 2D coaxial shear injector.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.247-250
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• 2005

단위 분사기의 실물형 연소기 적용 시 실물형 연소기의 배열, 구성 분사기 수량, 연소압 등의 이유로 동작환경이나 분사기 형상의 변화를 필요로 한다. Jet-A1과 액체산소를 추진제로 하는 동축 와류형 분사기의 실물형 적용성을 검토하기위해 연소압 증가, 추진제 유량 감소와 분사기 길이 증가 조건에서 연소시험을 수행하였다. 시험결과 연소압 증가와 추진제 유량 감소, 노즐길이 증가 시 특성속도효율이 개선되었으며 이에 반해 압력섭동의 강도는 미미하였고 특정한 주파수 대역을 보이지 않아 실물형 적용성이 우수하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.318-322
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• 2005

본 연구에서는 스월 유동과 나사산 그레인 방법을 적용하여 연소율 증진에 대해 실험하였다. 스월 유동을 적용하기 위해 2개의 인젝터를 설계하였고, 2개의 나사산 그레인을 제작하였다. 인젝터와 그레인을 동시에 적용하여 실험하였다. 이 실험의 목적은 인젝터와 그레인에 따른 연소특성과 최적의 조합에 대해 연구하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.17-24
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• 2010

비충돌형 인젝터로부터 발생하는 액체추진제 분무의 준3차원 구조를 규명하기 위한 연구를 수행하였다. 인젝터 출구 근처에서의 분무 형상을 고속카메라를 사용하여 촬영하였고, 인젝터 분무에서 주기적 흘림현상이 관찰되었다. 또, 이중모드 위상도플러속도계(Dual-mode Phase Doppler Anemometry, DPDA)로 분무특성 매개변수(속도, 직경, 부피유속 등)를 측정하여 인젝터 분무의 공간분포 특성을 파악하였다. 본 실험은 분사압력 17.2~27.6 bar의 조건에서 분사축방향 및 확산방향 거리를 변화시키며 수행하였다.