• 제목/요약/키워드: Propellant Mass Flux

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GOx/PC 하이브리드 로켓의 추력제어 환경에서 후퇴거리 예측 (Estimation of Propellant Consumption during Thrust Control of GOx/PC Hybrid Rocket)

  • 강완규;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.526-529
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    • 2009
  • 본 연구에서는 Lab-Scale의 하이브리드 연소기를 이용하여 하이브리드 로켓의 추력제어 범위와 연소 시간에 따른 추진제의 후퇴거리를 분석하기 위하여 산화제 유량에 따른 추진제별 연소 특성을 파악하였다. 산화제 유량을 제어하기 위해서 니들 밸브와 스텝모터를 결합하여 스텝모터의 구동에 의해 니들밸브의 개폐량을 조절할 수 있도록 배관 시스템을 설계하였다. 산화제 유량 변화를 통해 추진제에 따른 질유량과 후퇴율 관계식을 유도하였다. 추력제어를 하면서 명령 추력 값에 따른 산화제 유량을 통해 후퇴거리를 예측하였으며 실제 추력제어 연소 실험을 통해 신뢰성을 확인하였다.

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고체추진제 연소의 압력파에 대한 반응 : (Response of Solid-Propellant Combusyion to Prerrure Wave)

  • 이형인
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권11호
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    • pp.2169-2180
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    • 1992
  • 본 연구에서는 비정상적인 효과가 매우 클 경우에 추진제가 고체-용융층-기체 의 상변화를 거쳐 변환된 기체가 화학반응을 할 때, Vieille의 관계식이 얼마나 수정 되어야 하는가를 검토한다. 그러나, 연소실내의 파의 전파까지 고려하면 문제가 너 무 커지므로, 시간의 함수로 주어진 압력에 대하여 기체의 생성등이 어떻게 응답하는 가 만이 연구되었다.

하이브리드 로켓에서의 초기 포트직경을 고려한 산화제 유속과 고체연료 유속과의 관계에 관한 연구 (A Study on Relation between the Fuel Mass Flux and the Oxidizer Mass Flux with the Initial Port Diameter in Hybrid Rocket)

  • 이정표;조성봉;윤상규;박수향;송나영;김기훈;조정태;성홍계;문희장;김진곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.243-247
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    • 2007
  • 하이브리드 추진에서 연소특성을 나타내는 후퇴율 식을 초기 포트면적으로 나눈 산화제 유속이 고려된 고체연료 유속의 관계식으로 표현하였다. 초기 포트면적을 고려한 산화제 유속을 이용하여 반복 수행 없이 연소율을 쉽게 구할 수 있었고, 고체연료 유속 관계식으로 연료 형상을 간단히 설계할 수 있는 기법에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구의 실험에서는 연료로 PE, 산화제로 GOX를 사용하였으며, 연소시간을 다양하게 하여 포트면적 변화에 따른 유속의 변화를 고려하였다. 하이브리드 추진에서, 산화제 유속의 지수가 0.5에 근접할 경우 후퇴율 관계식 보다는 고체연료 유속 관계식을 사용하는 것이 더 적합함을 확인하였다.

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Numerical Analysis of Solid Propellant Ignition ~Numerical Formulation Assessment~

  • Shimada, Toru;Novozhilov, Boris V.
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.528-531
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    • 2004
  • For a simple one-dimensional ignition problem a mathematical model is described to investigate the difficulties in numerical simulations. Some computation results are obtained and comparison is made with analytical solution. Discussions are made on topics such as 1) coordinate transformation, 2) gas-phase and solid-phase analysis; (divergence form of the governing system, a finite-volume discretization, implicit time integration, upwind split flux, spatial accuracy improvement are described. Mass, reagent mass, and energy conservations are solved.), and 3) method to determine quantities on the burning surface (matching). Results obtained for small values of the non-dimensional pressure show a steady-combustion and good agreement with the analytical solution. Numerical instability appeared for larger values of the pressure, discussion on the cause of the problem is made. This effort is a part of a study of flame spread phenomena on solid propellant surface.

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인젝터 리세스와 추진제 공급유량이 메탄-산소 확산화염의 가연한계와 구조에 미치는 영향 (Effects of the Recess and Propellants Mass Flow on the Flammability Limit and Structure of Methane-Oxygen Diffusion Flame)

  • 홍준열;배성훈;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.28-35
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    • 2018
  • 전단 동축형 인젝터를 통해 분사된 기체메탄-기체산소 확산화염의 가연한계와 구조분석을 위해 인젝터 리세스와 추진제 공급유량에 따른 연소실험이 수행되었다. 연구 결과, 추진제 운동량 플럭스 비가 증가함에 따라 높은 산화제 레이놀즈 수 구간에서도 안정적인 부착화염이 관찰되었으며, 인젝터 리세스는 화염의 형태와 가연한계에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 자발광 기법을 통해 가시화된 부착화염은 추진제 분사조건이 변함에도 불구하고 항상 일정한 지점에서 최대 OH 라디칼 방사강도를 나타내었으며, 그 강도는 리세스에 의해 심하게 감소함을 확인하였다.

고체추진제 가스발생기 설계를 위한 필터 효과에 대한 고찰 (On the effect of filters for the design of solid propellant gas generators)

  • 홍문근;이수용
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2524-2527
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    • 2007
  • Solid propellant gas generators (SPGG) play a role as a turbopump starter in liquid propellant propulsion systems by supplying pressurized gas to power turbines for engine start. For such a purpose, the propellants should burn with a relative low flame temperature and the combustion gas should not contain corrosive constituents such as chlorine compounds. In accordance with these requirements, stabilized AN-based propellants have been usually used as the most appropriate oxidizer for propellant compositions. However, the burning area of the propellant intends to increase to satisfy the required mass flux because of its low burning rate. Consequently the burning area incensement brings on the SPGG size augmentation. A flow restriction such as filters is applied to decrease the SPGG size by rising up the combustion pressure resulting in increasing the burning rate. The feasibility of the size reduction of SPGG by the employment of filters have been studied. The preliminary results of this study show that the considerable reduction of SPGG size would be achievable just by installing a filter with relatively high pressure loss coefficient.

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Modeling of 2D Axisymmetric Reacting Flow in Solid Rocket Motor with Preconditioning

  • Lee, S.N.;Baek, S.W.
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.260-265
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    • 2008
  • A numerical scheme for solid propellant rocket has been studied using preconditioning method to research unsteady combustion processes for the double-base propellant with a converging-diverging nozzle. The Navier-Stokes equation is solved by dualtime stepping method with finite volume method. The turbulence model uses a shear stress transport modeling. The species equation follows up the method of Xinping WI, Mridul Kumar and Kenneth K. Kuo. A preconditioned algorithm is applied to solve incompressible regime inside the combustor and compressible flow at nozzle. Mass flux was evaluated using modified advective upwind splitting method. The simulated result the comparison a fully coupled implicit method and a semi implicit method in terms of accuracy and efficiency. This report shows the result of solid rocket propellant combustion.

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액체로켓엔진의 막냉각에 관한 실험적 연구(III) (Experimental Study of Film Cooling in Liquid Rocket Engine(III))

  • 유진;최영환;박희호;고영성;김유
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.203-207
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    • 2005
  • 본 연구는 액체산소와 케로신을 추진제로 하는 액체로켓엔진에 막냉각 링을 장착하여 추진제의 혼합비의 변화 및 막냉각제의 종류, 유량 그리고 분사위치에 따라 추력실 길이방향으로 외벽온도를 측정하였다. 연소실험을 위하여 thin wall 연소실과 노즐을 제작하였으며, 측정된 온도를 이용하여 추력실에 발생하는 열유속을 계산하였다.

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램젯 연소실 조건에서 점화보조제가 도포된 Fuel-rich 추진제의 점화 (Ignition of Fuel-rich Propellant Coated with Ignition Support Material in the Ramjet Combustor Condition)

  • 정우석;백승관;김영일;권태수;박주현;권세진
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.79-88
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    • 2017
  • 램젯 연소실 조건에서 점화보조제가 도포된 Fuel-rich 추진제의 점화 실험을 수행하여 점화 지연과 연소 유지를 확인하였다. 연료 그레인은 HTPB에 AP 파우더 15 wt.%, Al 파우더 5 wt.%가 혼합된 형태로 구성되어 있다. 한편 연료 그레인에 $NC/BKNO_3$와 Composite 추진제로 이루어진 점화보조제를 도포하여 빠른 점화지연이 나타나도록 하였다. 에탄올 블렌딩 과산화수소 가스발생기를 통해 램젯 연소실의 공기와 가깝도록 온도, 압력, 산소 조성을 조절한 산화제 가스를 유속 $200kg/m^2s$으로 공급하였다. 실험 결과, 점화보조제가 잘 작동하여 연료그레인에서 0.6초의 점화 지연시간을 파악하였고 연소 중에는 화염이 유지되는 것을 확인하였다.

스월/전단 동축형 인젝터가 기체메탄-기체산소 확산화염의 동역학적 거동에 미치는 영향 (Effects of Swirl/Shear-coaxial Injector on the Dynamic Behavior of Gaseous Methane-Gaseous Oxygen Diffusion Flame)

  • 홍준열;배대석;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.1-8
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    • 2019
  • 스월/전단 동축형 인젝터를 통해 형성된 기체메탄-기체산소 확산화염의 동역학적 거동 및 구조분석을 위해 다양한 추진제 분사조건에 따른 연소실험이 수행되었다. 연구결과, 자발광 기법을 통해 가시화된 확산화염의 $OH^*$ 방사강도는 추진제 공급유량 및 운동량 플럭스 비 증가에 따라 높은 값을 나타내고 있으며, 스월을 가지는 화염은 그렇지 않은 것에 비해 더 우수한 반응성을 보였다.