• 제목/요약/키워드: Regenerative combustion

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연소실 구리합금의 피로수명 예측 (Life Prediction of Copper Alloy of Combustion Chamber)

  • 이금오;유철성;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.44-49
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    • 2011
  • 액체로켓 연소기 재생냉각 챔버 내피에 사용되는 구리합금의 가동 수명을 예측하기 위해서 피로 수명에 대한 연구를 수행하였다. 수명을 예측하기 위해서 일반적으로 많이 사용되는 공통 경사법, 수정 공통 경사법, Mitchell의 방법, B$\"{a}$umel 과 Seeger의 방법, Ong의 방법들이 사용되었으며, 거의 모든 데이터가 현재 널리 사용되는 방법들로 예측이 잘 되지 않아 Ong의 방법을 수정한 새로운 수명식을 제안하였다. 제안된 수정 Ong의 방법은 3X 흩어짐 범위에서 수명을 잘 예측하였다.

증기 분사 방식에 따른 가스터빈 시스템의 엑서지 해석 (Exergy Analysis of Gas Turbine System Depending on Steam Injection Method)

  • 다시카;임석규;정영관;김경훈
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.570-576
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    • 2017
  • Gas turbine system with steam injection has shown outstanding advantages such as high specific power and NOx reduction. In the present work, a comparative exergetic analysis was carried out for Steam Injected Gas Turbine (STIG), Regenerative Steam Injected Gas Turbine (RSTIG), and Regenerative After Fogging Gas Turbine (RAF). Effects of pressure ratio, steam injection ratio and steam injection method on the system performance was theoretically investigated. The results showed that the order of the highest exergy efficiency is RSTIG, RAF, and STIG for low pressure ratios but STIG, RSTIG, and RAF for high pressure ratios. In each arrangement, the combustion chamber has the highest exergy destruction and the compressor has the second one.

추력 30톤급 연소기의 냉각 성능

  • 조원국;이수용;조광래
    • 항공우주기술
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    • 제3권1호
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    • pp.197-204
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    • 2004
  • 30톤급 지상시험용 연소기의 재생냉각 유로의 설계를 수행하였다. 사용된 1차원 설계 프로그램은 NAL에서 보고한 고압 연소시험과 모비스 ECC엔진의 물냉각 성능 데이터와 비교하여 열특성 예측 성능을 검증하였다. 본 설계 조건과 유사한 고압에서의 열유속 예측 성능을 확인하였고 물냉각 성능 역시 참고문헌에서 제시하는 것과 동일한 수준의 정확성을 가지는 것으로 검증되었다. 열차폐 코팅 효과를 생략할 경우, 내벽의 최고온도는 약 720 K이 될 것으로 예상되며 냉각유체와 접하는 금속부의 온도는 코킹온도 이하일 것으로 확인되었다. 열차폐 코팅이 적용되었을 경우, 냉각유체 Jet-A1의 예상되는 온도상승은 약 100 K이다.

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연소실 구리합금의 피로수명 예측 (Life Prediction of Copper Alloy of Combustion Chamber)

  • 이금오;유철성;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.89-92
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    • 2010
  • 액체로켓 연소기 재생냉각 챔버 내피에 사용되는 구리합금의 가동 수명을 예측하기 위해서 피로 수명에 대한 연구를 수행하였다. 수명을 예측하기 위해서 일반적으로 많이 사용되는 공통 경사법, 수정공통 경사법, Mitchell의 방법, Baumel 과 Seeger의 방법, Ong의 방법들이 사용되었으며, 거의 모든 데이터가 현재 널리 사용되는 방법들로 예측이 잘 되지 않아 Ong의 방법을 수정한 새로운 수명식을 제안하였다. 제안된 수정 Ong의 방법은 3X 흩어짐 범위에서 수명을 잘 예측하였다.

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제동시스템 모듈러 설계 및 중소형 EV 아키텍처 적용 방안에 관한 연구 (A Study on Modular Design of Brake System and Application Method for Small-Medium EV Architecture)

  • 심재훈;신웅희;황세라;이중희;임원석;우영주
    • 자동차안전학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.27-33
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    • 2023
  • Electric vehicles are widely produced from many car manufacturers around the world instead of internal combustion engine vehicle in order to respond a variety of environmental regulations. Also, they are applying for modular design method to develop plenty of the vehicles. And, both of these two issues will be an important trend to lead the future global automobile industries for a long time. In this paper, new brake architecture concept is proposed in order to respond to such a situation. First, physical interfaces between brake system like caliper, disc and other counter-parts are established for modular assembly. Second, we analyze effective factors of brake system for electric vehicles which need to reflect vehicle specifications such as total vehicle weight. Here, we consider ideal brake force by critical deceleration. Third, we simulate accumulated regenerative brake energy for two main driving modes to confirm to effectiveness for a variety of Electric Vehicle. Finally, we hope that it contributes to implement brake architecture for the development of Electric Vehicle platform through such a study.

액체로켓 연소기 재생냉각 챔버 구조설계 (Structure design of regenerative cooling chamber of liquid rocket thrust chamber)

  • 류철성;최환석;이동주
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권12호
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    • pp.109-116
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    • 2005
  • 재생냉각형 액체로켓 연소기의 냉각채널 설계에 대한 탄-소성 구조설계를 수행하였다. 구조해석에 필요한 데이터를 얻기 위하여 여러 가지 온도에서 재생냉각 챔버 제작에 사용하는 구리합금의 단축인장시험을 수행하였다. 재료시험 결과 구리합금은 브레이징 공정 후에 연화되어 강도 값이 매우 저하되며 온도가 증가함에 따라 유동 응력 값이 더 작게 나타났다. 재료시험 데이터를 이용하여 냉각채널의 구조해석을 수행한 결과 채널 내부 냉각유체에 의한 내부압력보다 고온의 연소가스에 의한 열 하중에 의하여 채널의 변형이 심하게 발생함을 확인하였다. 따라서 기계적인 하중을 견딜 수 있는 한도 내에서 냉각채널의 두께를 감소시켜 열 하중을 최소화함으로서 연소기의 무게 감소, 냉각성능 향상, 그리고 구조적인 안정성을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

열차폐 코팅이 재생냉각 챔버에 미치는 열/구조적인 영향 (Thermo-structural Effects of Thermal Barrier Coating on Regenerative Cooling Chamber)

  • 유철성;이금오;김홍집;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.421-425
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    • 2009
  • 재생냉각형 액체로켓 연소기 챔버에서 열차폐 코팅이 미치는 열/구조적인 영향에 대하여 유한요소 해석을 통하여 고찰하였다. 열차폐 코팅은 현재 개발하고 있는 연소기에 사용되는 NiCrAlY-$ZrO_2$과 향후 적용할 가능성이 있는 Ni-Cr 두 종류를 적용하였다. 열/구조해석 결과 NiCrAlY-$ZrO_2$ 코팅이 Ni-Cr 코팅에 비하여 열차폐에 의한 온도감소 효과가 크게 나타났다. 결과적으로 냉각채널의 온도와 변형 또한 NiCrAlY-$ZrO_2$ 코팅을 적용하였을 때 Ni-Cr 코팅보다 감소하였다. 외측구조물의 구조안정성에 있어서 Ni-Cr 코팅이 미치는 영향은 없었으나, NiCrAlY-$ZrO_2$ 코팅은 외측구조물의 유효응력을 감소시켜 챔버의 구조안정성을 증가시켰다.

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노즐 후방부의 Radiative Heat Flux 측정 (Measurement of Radiative Heat Flux of Nozzle Exit)

  • 안원근;박희호;황수권;김유
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.87-92
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    • 2003
  • 일반적으로 연소과정에서 발생한 고온고압의 연소가스로 인하여 액체추진기관의 연소실 및 노즐 벽면 그리고 추진기관 후방부위에 대류열전달과 복사열전달이 발생하는 것으로 알려져 있으며, 액체추진기관에서 발생하는 복사열전달 현상은 재생냉각장치의 열입력랑 예측 및 발사체의 추진기관 후방부위에 탑재되는 전자장비 및 구조물의 열적 환경을 분석하는데 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 노즐 후방부위에서 발생하는 복사열전달량을 측정하고 연소압과 혼합비에 따른 영향을 파악하였다. 동알한 형상의 소형 액체추진기관에서 연소압(200, 300, 400 psi)과 혼합비(1.5, 2.0, 2.5)에 따른 복사열전달의 특성을 파악하기 위하여 각각 3가지 조건에 대하여 연소시험을 수행하여 복사열전달량을 측정하였다. 시험 결과로부터 연소가스에서 발생하는 복사열전달의 상대적인 크기 및 미치는 인자들을 파악할 수 있었다. 본 연구를 통하여 석영을 활용하여 복사하는 복사열전달의 크기 및 현상을 파악할 수 있었다. 또한, 연소실 및 노즐에서 발생하는 복사열전달 현상을 파악할 수 있었다

Effect of Mixture Ratio Variation near Chamber Wall in Liquid Rocket Engine

  • Han, Poong-Gyoo;Kim, Kyoung-Ho
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제4권2호
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    • pp.51-60
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    • 2003
  • An experimental research program is being undertaken to develop a regeneratively-cooled experimental thrust chamber of liquid rocket engine using liquefied natural gas and liquid oxygen as propellants. Prior to firing test using a regenerative cooling with liquefied natural gas in this program, several firing tests were conducted with water as a coolant. Experimental thrust chambers with a thrust of about 10tf were developed and their firing test facility was built up. Injector used in the thrust chamber was of shear-coaxial type appropriate for propellants of gas and liquid phase and cooling channels are of milled rectangular configuration. Periodical variation of the soot deposition and discoloration was observed through an eyes' inspection on the inner wall of a combustion chamber and a nozzle after each firing test, and an intuitive concept of the periodical variation of mixture ratio near the inner wall of a combustion chamber and a nozzle at once was brought about and analyzed quantitatively. Thermal heat flux to the coolant was calculated and modified with the periodical variation model of mixture ratio, and the increment of coolant temperature at cooling channels was compared with measured one.

재생냉각 연소기용 구리합금과 연료 적합성 검증시험 (Compatibility Assessment of Copper Alloy and Hydrocarbon Fuel for Regeneratively Cooled Combustion Chamber)

  • 임병직;김종규;강동혁;김홍집;김희태;한영민
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.100-109
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    • 2006
  • 구리합금을 연소실 내벽으로 사용하고 탄화수소계 연료를 추진제로 사용하는 재생냉각 연소기에서 냉각채널 벽면온도가 상승함에 따라 냉각채널에 반응물이 침착되는 코킹현상이 일어난다. 이러한 현상은 냉각채널을 흐르는 연료에 의한 냉각효과를 감소시키게 되고, 높은 열유속으로 운영되는 연소기 내부벽면을 과열시켜 손상에 이르게 한다. 본 논문에서는 구성된 전기가열장치에 대해 소개하고 연소실 재질로 사용되고 있는 구리합금과 추진제로 사용되는 탄화수소계 연료 Jet A-1에 대해 가열시험 결과를 제시한다. 시험결과에 따라 각 조건에서의 구리합금과 Jet A-1의 적합성을 평가하였다.

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