• 제목/요약/키워드: Nozzle Throat

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Lab-scale 하이브리드 로켓 점화장치 개발 (The Development of Lab-Scale Hybrid Rocket Ignition System)

  • 유덕근;김진곤;길성만
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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    • pp.122-125
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    • 2003
  • For Lab-scale Hybrid Rocket's Ignition, It is needs of heat source to vaporize solid fuel. We used Nichrome wire which has a electric resistance for ignition. But Ignition system by using Nichrome wire is not only the disposable system, but also the system which has an affect on the Hybrid rocket's structures(nozzle throat diameter). The new Ignition system composed of Butane+propane gas' supply devices and spark plug. RPL(Rocket Propulsion Lab.) perform the hybrid rocket experiments over 50 times by using new ignition system. The fact that is possible to throttle the Thrust in hybrid rocket is confirmed.

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음속/초음속 이젝터 유동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Sonic/Supersonic Ejector Flows)

  • 김희동;최보규;권오식
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권5호
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    • pp.640-647
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    • 2002
  • An experimental investigation or the sonic and supersonic air ejector systems has beer conducted to develop design and prediction programs for practical ejector system. Five different primary nozzles have been employed to operate the ejector systems in the ranges of low and moderate operating pressure ratios. The ejector operating pressure ratio for the secondary chamber pressure to be minimized has a strong influence of the ejector throat ratio. The pressure inside the ejector diffuser is not dependent on the primary nozzle configurations employed but only a function of the ejector operating pressure ratio. Experimental results show that a supersonic ejector system is more desirable for obtaining high vacuum pressure of the secondary chamber than a sonic ejector system.

그라파이트 노즐목의 2차원 삭마현상 해석 (Analysis on the two-dimensional ablation phenomenon at nozzle throat with graphite)

  • 윤덕진;강윤구
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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    • pp.35-35
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    • 1998
  • 고체 로켓 추진기관의 노즐을 개발하기 위해서는 주어진 체계 제한 조건내에서 기본적인 가스의 동력학, 내탄도에 의한 형상 설계, 재료 개발 및 적용 기술, 열전달 계산에 의한 열설계 및 해석 등이 종합적으로 적용되며 수많은 반복과정을 거쳐야 한다. 특히 최근에는 알루미늄 함유량을 증가시켜 연소가스의 온도가 300$0^{\circ}C$ 이상이 되는 고성능 추진제가 일반적으로 적용되고 있으므로 고온에 의한 열적문제가 심각하게 대두되고 있으며 이에 견디는 신뢰도가 높은 노즐 설계개발이 요구되고 있다. 노즐목을 노즐내에서 열부하가 가장 심한 곳으로 노즐목 확대에 의한 추력 손실을 최소화하기 위해 내삭마성이 강한 재료를 선정하여야 하며, 그래파이트는 이러한 조건을 만족시키는 소재의 하나로 많이 적용되고 있다.

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다축 핀틀 추력기 구동 메카니즘의 특허 분석 (Patent Review on Drive Mechanism of Multi-Axis Pintle Thrusters)

  • 김성수;허환일;이호성
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.262-267
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    • 2012
  • DACS 시스템은 핀틀 구조물로 노즐목 면적을 변화시켜 가변 추력을 발생시키는 가변형 핀틀 추력기가 사용되는데, 지금까지 개발된 DACS의 경우 핀틀을 움직이기 위한 구동기가 추력기마다 장착이 되어 있다. 그러나 이러한 구조는 10개 구동기 동시 제어의 어려움과 복잡한 시스템 구조를 가지게 되는 단점이 있다. 본 논문에서는 구동기 수의 최소화 방안을 제시하기 위한 기초 연구로서 국외특허를 중점 분석하였으며 이에 대한 구동기 최소화의 가능성과 극복해야 할 문제점들에 대해 제시하였다.

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노즐목 가변 추력기에서 Bore가 구동기의 공력하중에 미치는 영향 (Effect of Bore an Aerodynamic Loads in Modulatable Thrust Devices)

  • 왕승원;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.189-192
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    • 2011
  • 핀틀추력기는 핀틀 구동을 통해 노즐목을 조절하여 고체추진기관에서도 액체추진기관처럼 추력조절이 가능하도록 설계되어있다. 프랑스 SNECMA에서는 핀틀 중심에 bore라는 홀을 뚫어 설계하였다. 본 연구에서는 수치해석 기법을 통해 bore의 존재에 따른 추력기의 성능에 대해 분석하였다. Bore의 존재는 핀틀에 작용하는 공력하중을 감소시키는 결과를 보였다.

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선박용 Ejector의 직관부와 디퓨저 길이 변화에 따른 성능비교 및 유동특성에 관한 연구 (The evaluation of performance and flow characteristics due to the length of throat and diffuser for ship's ejector)

  • 이영호;김문오;김창구;김유택
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권1호
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    • pp.31-38
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    • 2014
  • 이젝터는 고압의 주유동을 통해 저압의 부유동을 이동시키는 단순한 장치이다. 이젝터의 효율은 주방향으로 작동하는 다른 이송 장치에 비해 매우 낮다. 그러나 구동장치가 없어 간단한 구조를 가지고 있으며, 낮은 구동에너지로 많은 양의 유체를 이송시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 선박에서 많이 사용되고 있는 side-type 액체용 이젝터에 작동유체의 유량을 변화시키면서 정상, 비압축성 유동에 대해 실험 및 CFD 분석을 통하여 직관부 및 디퓨저의 길이변화에 따른 이젝터의 유동 패턴과 흡입 현상을 분석하였다.

추력 2톤급 축소형 칼로리미터 개발 (Development of 2-ton thrust-level sub-scale calorimeter)

  • 조원국;류철성;정용현;이광진;김승한;이수용
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.107-113
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    • 2005
  • 고성능 로켓엔진 연소기의 벽면 열유속 측정을 위하여 추력 2톤급 칼로리미터를 개발하였으며 고온에서 전열특성과 강도특성이 뛰어난 크롬동합금을 연소실 내벽 소재로 적용하였다. 전체적인 냉각성능은 경험식을 기반으로 하는 1차원 해석으로 확인하였으며 국부적인 냉각성능은 3차원 CFD 해석으로 검증하였다. 연소압 53 bar 조건에서 노즐목에서의 열유속은 43 $MW/m^{2}$ 으로 예측되었다. 연소실의 구조적인 안전성은 150 bar에서 2차원 해석과 시편에 대한 변형실험으로 확인하였다. 최종적으로 상온 150 bar에 대한 가압실험으로 안전성을 검증하였고 개발된 칼로리미터와 동일한 냉각성능을 갖는 시험용 노즐을 사용하여 예비시험을 수행하였다. 노즐목에서 측정된 열유속이 설계값에 비하여 10% 높았음에도 연소실 내벽에 열손상은 발생하지 않았다.

액체로켓엔진에서 충돌형 분사기 형태의 연료과잉 가스발생기 연소특성 (Combustion Characteristics of Fuel-rich Gas Generator with Impinging Injector for a Liquid Rocket Engine)

  • 한영민;김승한;이광진;문일윤;설우석;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.64-70
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    • 2005
  • 본 논문에서는 충돌형 분사기를 장착한 연료 과잉 가스발생기에서 수행한 설계점 및 탈설계점 연소시험의 전반적인 결과에 대하여 논하였다. 가스발생기는 충돌형 분사기와 추진제 공급 메니폴드로 구성된 분사기 헤드, 물냉각 채널을 가진 연소실, 혼합을 증가시키는 turbulence ring, 온도 및 압력을 측정하는 링, 그리고 노즐로 구성되었다. 여러 운영조건에서 연소시험은 성공적이었으며 가스발생기 손상은 발생하지 않았다. 체류시간 4~6msec 정도에는 출구온도변화가 거의 없었지만 압력변동에 따라 출구온도는 변하였다. 측정되는 압력, 유량 그리고 노즐목 크기로 계산한 연소효율는 출구에서 측정한 온도의 제곱근에 비례하는 관계식을 저 혼합비 가스발생기에서도 갖고 있었다. 가스발생기의 O/F 비 변화에 가장 민감하게 출구온도가 변화하였으며 이에 대한 관계식을 도출하여 향후 설계 기초 자료로 활용되게 하였다.

연료전지 수소재순환 이젝터 시스템에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study on a Hydrogen Recirculation Ejector for Fuel Cell Vehicle)

  • 남궁혁준;문종훈;장석영;홍창욱;이경훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.156-160
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    • 2007
  • Ejector system is a device to transport a low-pressure secondary flow by using a high-pressure primary flow. Ejector system is, in general, composed of a primary nozzle, a mixing section, a casing part for suction of secondary flow and a diffuser. It can induce the secondary flow or affect the secondary chamber pressure by both shear stress and pressure drop which are generated in the primary jet boundary. Ejector system is simple in construction and has no moving parts, so it can not only compress and transport a massive capacity of fluid without trouble, but also has little need for maintenance. Ejectors are widely used in a range of applications such as a turbine-based combined-cycle propulsion system and a high altitude test facility for rocket engine, pressure recovery system, desalination plant and ejector ramjet etc. The primary interest of this study is to set up an applicable model and operating conditions for an ejector in the condition of sonic and subsonic, which can be extended to the hydrogen fuel cell vehicle. Experimental and theoretical investigation on the sonic and subsonic ejectors with a converging-diverging diffuser was carried out. Optimization technique and numerical simulation was adopted for an optimal geometry design and satisfying the required performance at design point of ejector for hydrogen recirculation. Also, some sonic and subsonic ejectors with the function of changing nozzle position were manufactured precisely and tested for the comparison with the calculation results.

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5kW 용융탄산염 연료전지(MCFC) 이젝터 설계 및 시험 (The Ejector Design and Test for 5kW MCFC System)

  • 김범주;김도형;이정현;이성윤;김진열;강승원;임희천
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.31-37
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    • 2009
  • An ejector is a machine utilized for mixing fluid, maintaining a vacuum, and transporting fluid. The Ejector enhances system efficiency, are easily operated, have a mechnically simple structure, and do not require a power supply. Because of these advantages, the ejector has been applied to a variety of industrial fields such as refrigerators, power plants and oil plants. In this work, an ejector was used to safely recycle anode tail gas in a 5 kW Molten Carbonate Fuel Cell system at KEPRI(Korea Electric Power Research Institute). In this system, the ejector is placed at mixing point between the anode tail gas and the cathode tail gas or the fresh air. Commercial ejectors are not designed for the actual operating conditions for our fuel cell system. A new ejector was therefore designed for use beyond conventional operating limits. In this study, the entrainment ratio is measured according to the diametrical ratio of nozzle to throat in the designed ejector. This helps to define important criteria of ejectors for MCFC recycling.