• 한국분무공학회지
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• 제21권1호
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• pp.13-19
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• 2016

Atmospheric spray characteristics were experimentally compared between liquid-gas and liquid-liquid sprays of a pintle injector. In order to study spray characteristics, water and air were used as the simulants and the visualization technic was adopted. Spray images were acquired by using a backlight method by a high-resolution CMOS camera. As a result, when the pintle opening distance increased, liquid sheets became unstabled and fluttering droplets increased. In the liquid-gas case, the breakup performance increased as the pressure of gas injected from the annular orifice increased. In the liquid-liquid case, atomization efficiency decreased as the pressure of liquid injected from the annular orifice increased. Spray angles presented a similar trend between two cases. At the same momentum ratio, the spray angle of liquid-liquid case was lower than the angle of liquid-gas case.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.17-25
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• 2022

액체로켓엔진의 중요한 특성인 연소 안정성, 연소효율 및 넓은 범위의 추력 조절 등에서 장점이 많은 핀틀 분사기를 설계 및 제작하여 초임계 조건에서 연소시험을 수행하였다. 핀틀 분사기는 추력 제어 및 제작성을 고려하여 직사각형의 1열 형상의 오리피스를 갖는 핀틀 분사기로 제작하였다. 핀틀 분사기의 연소성능 및 상용 분사기로써의 가능성을 검증하기 위해 TMR(Total Momentum Ratio)과 BF(Blockage Factor)를 변화하여 연소 특성을 분석하였다. 연소시험 결과 열유속은 TMR 증가에 따라 증가하는 경향이 나타났으며, 특성속도 효율은 TMR보다 BF에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 따라서 TMR 변화에 둔감한 효율 특성을 갖는 1열 핀틀 분사기는 낮은 연료 차압 조건에서 높은 효율을 달성할 수 있다면, 가변 핀틀 분사기 설계 유연성이 높아질 수 있다.

• 한국분무공학회지
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• 제4권4호
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• pp.9-16
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• 1999

Spray angle, a parameter which is most commonly used to evaluate. spray distribution, is important because it affects the axial and radial distribution of the fuel. Spray angles were measured and compared for the pintle-type gasoline fuel injector with n-heptane as a test fuel with the three different measuring techniques, i.e. digital image processing, shadowgraphy and spray patternator, respectively. Fuel was injected with the injection pressures of 0.2-0.35MPa into the room temperature and atmospheric pressure environment. In digital image processing method, the transmittance level greatly influences the spray angle with the axial distance from the injector. From the experimental results by the shadowgraphy technique, it is obvious that the spray angle vary during the injection period. The results of spray angle from the spray patternator show that there exist the different spray angles in the different areas. The spray angles increase with the increase in the injection pressure for the three measurement techniques considered in this study. The spray angle is widely different, especially in the near region from the injector, according to the measurement techniques used in this experimental work.

• 한국분무공학회지
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• 제3권1호
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• pp.34-42
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• 1998

The correlation between the droplets size and the velocity are investigated for an intermittent spray of the pintle type fuel injector employed in a port injection gasoline engine. The analysis such as the mean droplet size, SMD, and velocity under the fixed injection period and varied fuel pressures are conducted utilizing PDPA systems. As results, the experimental data obtained, show that the larger droplet sizes. the higher velocities during the spray tip arrival time, and that at Z=70mm, r=8mm, both droplet sizes and velocities are peak. At the upstream, flow of droplets are dominated by injection pressure, which are more effected inertia force of droplets at the downstream of Z=70mm.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.405-409
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• 2010

금속분말을 청정 에너지원으로 이용하기 위해 금속분말 소형 연소기의 구현이 필요하다. 이를 위한 선행연구로 연료 공급 시스템인 핀틀인젝터형(pintle injector type) 금속분말 공급장치의 중요 성능인 분사량을 실험적으로 측정하였다. 분사량 측정 시험에 앞서 간단한 금속분말 공급 시험으로 확인된 문제점을 장치의 변경을 통해 해결하였다. 측정 시험의 결과, 연료 공급 장치에 이송 가스 압력이 상승함에 따라 많은 질유량의 금속분말이 분사되었고 압력에 따른 정량적 분사량을 확인하였다. 이송 가스와 금속분말의 혼합 성능을 개선하여 균일한 분사를 하고자 이송 가스를 25 Hz로 가진 하여 공급하였고 가진이 없는 경우의 실험결과와 비교하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.111-118
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• 2017

본 논문에서는 연소 실험을 통해 케로신/액체산소를 추진제로 사용하는 기울어진 슬릿을 가지는 핀틀 분사기 로켓엔진의 연소 성능을 살펴보았다. 슬릿 형상 관련 설계 변수는 슬릿 개수, 슬릿 각 및 차단율로 선정하였다. 그리고 기울어진 슬릿에 의한 양 끝단의 skip ratio의 차이를 ${\Delta}SR$로 새롭게 정의하였다. 실험 결과, 기울어진 슬릿을 가지는 핀틀 분사기의 슬릿 형상에서 BF를 1에 가깝게 하고, ${\Delta}SR$을 0.26 이내로 설계하면 최적의 연소성능을 발휘함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.60-71
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• 2022

최근 발사체 시장의 저비용·재사용 발사체 개발 움직임은 여러 방향으로 세분화되고 있으며, 그중 하나는 가변추력 엔진 개발이다. 또한, 우주 선진국들은 그 청정성 때문에 차세대 우주발사체 추진제로 메탄을 선택하여 연구개발을 진행하고 있다. 본 연구에서는 이에 기체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 가변추력 핀틀 분사기를 개발했고, 고압 수류시험과 고압 연소시험을 통해 분무 및 연소 특성을 분석했다. 개발된 가변추력 핀틀 분사기는 이중 슬리브 구조를 가졌으며, 반복적인 상압수류, 고압수류 및 연소시험에서 기밀성과 작동성 등에 문제없음을 확인할 수 있었다. 그러나 목표했던 추력 조절 범위는 연소시험에서 달성치 못하는 등 설계상의 문제점이 발견되어 보완이 필요하다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.41-47
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• 2017

모사추진제로 초저온 액체질소와 기체 질소를 사용하여 핀틀의 개도 및 모사추진제 공급 조건이 초저온 분무에 끼치는 영향을 정성적으로 연구하였다. 액체 공급압력을 고정하고, 핀틀의 개도와 기체 질소의 공급 압력을 변화시켜 실험을 진행하였다. 이미지 가시화는 CCD 카메라를 이용한 Shadowgraph 기법이 사용되었으며, 이미지 후처리를 통해 실험 조건에 따른 분무의 차이를 비교하였다. 액체 질소 단독 분사의 경우 개도가 늘어날 때, 분사속도가 줄어들고 챔버에서의 벤트 압력은 커져 액체질소 시트가 중앙으로 모이는 현상이 관측되었다. 액체질소/기체질소 분무의 경우 이미지 후처리를 통해 서로 실험 조건이 다르지만 Shadowgraph 이미지가 유사하게 나타나는 경우도 분석할 수 있음을 보였다.

• 한국분무공학회지
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• 제29권2호
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• pp.83-90
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• 2024

Understanding the fundamental characteristics of supersonic hydrogen jets is important for the optimization of combustion in hydrogen engines. Previous studies have used helium as a surrogate gas to characterize the hydrogen jet characteristics due to potential explosion risks of hydrogen. It was based on the similarity of hydrogen and helium jet structures in supersonic conditions that has been confirmed using hole-type injectors and large-cone-angle pintle-type injectors. However, the validity of using helium as a surrogate gas has not been examined for recent small-cone-angle pintle-type injectors applied to direct-injection hydrogen engines, which form a supersonic hollow cone near the nozzle and experience the jet collapse downstream. Differences in the physical properties of hydrogen and helium could alter the jet development characteristics that need to be investigated and understood. This study compares supersonic jet structures of hydrogen and helium injected by a small-cone-angle (50°) pintle-type hydrogen injector and discusses their differences and related mechanisms. Jet penetration length and dispersion angle are measured using the Schlieren imaging method under engine-like injection conditions. As a result, the penetration length of hydrogen and helium jets showed a slight difference of less than 5%, and the dispersion angle showed a maximum of 10% difference according to the injection condition.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권12호
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• pp.1033-1033
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• 2020