• 제목/요약/키워드: Regenerative combustion

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장시간 연소에 따른 단일 인젝터 분사기면 냉각 특성연구 (Experimental Study on Regenerative Cooling Characteristics for Uni-element Injector Face during prolonged Combustion Time)

  • 전준수;신훈철;이석진;정해승;김용욱;고영성;김유
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.399-402
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 장시간 연소로 인한 인젝터 면의로의 열로부터 인젝터를 보호하고 열전달량을 측정하는 기술을 확립하는 것이다. 기존 설계 데이터베이스를 참고로 하여 물을 이용한 재생냉각 분사기를 설계/제작 하였으며, 기존 분사기와의 성능 검증을 위한 실험을 수행하였다. 안전을 위해서 연소실험은 3, 10, 30, 60초 120초순으로 단계적으로 시행하였다. 연소실 및 노즐에 적용되던 기존 식과 실험 결과와 차이는 대류 열전달량의 과도한 계산으로 인한 것으로 사료된다. 인젝터 면에서의 경우 유속은 거의 무시가 가능하므로 대류 열전달 보다 복사 열전달이 중요한 요인이 된다. 10, 30, 60, 120 초의 연소실험은 좋은 재현성을 보여주고 있다.

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연료 막냉각을 적용한 액체로켓 연소기의 연소/냉각 성능 간 Trade-off 해석 (A Trade-off Analysis between Combustion and Cooling Performance of a Liquid Rocket Combustor with Fuel Film Cooling Scheme)

  • 조미옥;김성구;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.16-22
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    • 2012
  • 액체로켓 추력실의 성능 예측 및 초음속 노즐부 형상 설계에 활용 중인 in-house 해석 도구를 이용하여 재생냉각 연소기에 대한 성능/냉각 통합해석을 수행하였으며, 막냉각 유량 및 외곽 분사기열의 혼합비 변화에 따른 연소 성능과 냉각 성능 간 trade-off 경향을 고찰하였다. 향후 막냉각 및 주요 설계 인자의 최적화 도구로 활용될 수 있도록 개발 연소기에 대한 시험 결과와의 비교 등을 통하여 수치해석 도구를 검증/개선해나갈 계획이다.

로켓엔진의 재생 냉각 열전달 해석 (A Numerical Simulation of Regenerative Cooling Heat Transfer for the Rocket Engine)

  • 전종국;박승오
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.127-130
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    • 2003
  • This paper presents the numerical thermal analysis for regeneratively cooled rocket thrust chambers. An integrated numerical model incorporates computational fluid dynamics for the hot-gas thermal environment, and thermal analysis for the liner and coolant channels. The flow and temperature fields in rocket thrust chambers is assumed to be axisymmetric steady state which is presumed to the combustion liner. The heat flux computed from nozzle flow is used to predict the temperature distribution of the combustion liner. As a result, we present the wall temperature of combustion liner and the temperature change of coolant.

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한국형발사체 액체로켓엔진 연소기 연구 개발 현황 (Research and Development Status of Combustion Chamber of Liquid Rocket Engine for KSLV-II)

  • 한영민;이광진;김종규
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.291-294
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    • 2012
  • The research and development status of combustion chamber of liquid rocjet engine for Korea Space Launch Vehicle(KSLV-II) are briefly described. The cold and hot firing tests of uni-element injector, the performance/heat flux measurement/hot firing tests of subscale combustion chamber and the performance/stability rating/regenerative cooling/hot fire tests of 30ton-class combustion chamber were successfully performed. Based on these results, the research and development of combustion chamber for 75ton-class liquid rocket engine are underway.

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대향류 채널 소형 열재생 연소기의 화염안정 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Characteristics of Flame Stabilization in a Small Heat-Regenerative Combustor of Counter-Current Channels)

  • 조상문;김남일
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권5호
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    • pp.491-498
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    • 2007
  • Flame characteristics of a methane-air premixed flame stabilized in a heat-regenerative small combustor were investigated experimentally. A small combustor having two counter-current shallow channels and a combustion space at one side was developed. In which the channel-gap was less the ordinary quenching distance of a stoichiometric methane-air premixed flame. Two design parameters of channel gap and thickness of the middle wall, which is located between two channels for unburned and burned gases, were varied. Flame stabilization conditions and characteristic flame behaviors were experimentally examined. Conclusively, Blowout conditions were governed mostly by the scale of the combustion space, and flashback conditions into the channel are dominated by the channel gap. Surface temperatures of the combustor were between 100 to 500$^{\circ}C$. Additionally, two distinctive flame stabilization modes of radiation and well-stirred?reaction were observed and their applicability was discussed.

구형축열체를 이용한 축열기의 성능예측 (Prediction of Performance in heat regenerator with spheres)

  • 조한창;조길원;이용국
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2003년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.299-304
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    • 2003
  • Heat regenerator occupied by regenerative materials improves thermal efficiency of regenerative combustion system through the recovery of sensible heat of exhaust gases. By using one-dimensional two-phase fluid dynamics model, the unsteady thermal flow of regenerators with spherical particles were numerically analyzed to evaluate performance of ratio of waste heat recovery and temperature efficiency and to suggest optimized conditions of heat regenerator. It is predicted that exhaust gases temperature at regenerator outlet of 3.5$\times$10$^{6}$ kcal/hr heat regenerator is even lower than design condition and ratio of waste heat recovery is 75.8%.

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축열식 촉매소각장치를 이용한 VOC 제거 및 축열 특성 연구 (A Study on the VOC Removal & Regenerative Characteristic by Regenerative Catalytic Combustion)

  • 최재진;송광섭;조성준;이상남;김성후;정진도
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.185-186
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    • 2002
  • 최근 세계적으로 환경문제에 대한 인식이 새롭게 변화하면서 산업발전을 지향하는 과정에서 과거의 산업개발 기조를 지양하고 환경 친화적인 산업구조로 변화하기 위해 규제강화 및 자구책 등을 모색하고 있다. 정책적 제도 마련과 더불어 환경 유해물질을 처리할 수 있는 새로운 기술 개발에 총력을 기울이고 있으며, 오존층의 파괴 및 인체에 해로운 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compounds, VOC)에 대한 처리 방안도 중요한 문제로 대두되고 있는 실정이다. (중략)

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액체로켓 연소기 노즐의 벌징 공정 (Bulging Process of Liquid Rocket Combustion Chamber Nozzle)

  • 류철성;최환석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.271-278
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    • 2008
  • 액체로켓 연소기 재생냉각 챔버 제작에 필수적인 노즐의 벌징 공정에 대한 연구를 수행하였다. 벌징 공정에 사용되는 재료의 기계적인 특성은 재료시험을 통하여 획득하였다. 벌징노즐의 벌징 후 형상 변화는 변형해석을 통하여 확인하였다. 벌징 공정 및 변형해석의 검증은 벌징노즐 시편을 제작하고, 벌징 시험을 수행하여 확인하였다. 노즐 벌징 수행 결과 총 7개의 시제 중 1개의 시제에서 소재에 네킹이 발생하여 파손되었다. 벌징 공정 중에 발생된 네킹의 원인 분석은 재료의 조직분석을 통하여 수행하였다. 조직분석 결과 재료의 그레인 사이즈가 네킹 발생에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

고압 축소형 연소기의 설계 및 연소효율 평가 (A Design of High Pressure Sub-scale Combustor and the Assessment of Combustion Efficiency)

  • 이광진;김홍집;류철성;한영민;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.169-174
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    • 2006
  • 본 연구는 재생냉각형 고압 축소형 연소기 설계에 관한 것으로 이 연소기를 제작하기 전에 열유속측정을 위한 물냉각 고압 축소형 연소기를 제작하였다. 물냉각 고압 축소형 연소기의 연소시험결과 높은 연소성능 및 냉각성능이 검증된 설계 조건을 얻었고 이를 바탕으로 재생냉각형 고압 축소형 연소기의 형상을 설계하였다. 설계된 연소기의 형상은 제작이 완료된 후 연소시험을 수행하여 실용성을 검증 할 예정이다.

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로켓엔진의 재생 냉각 열전달 해석 (A Numerical Simulation of Regenerative Cooling Heat Transfer for the Rocket Engine)

  • 전종국;박승오
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.46-52
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    • 2003
  • 액체추진로켓엔진에서는 고온, 고압의 연소가스로부터 엔진을 보호하기 위하여 재생 냉각을 많이 사용한다. 이 재생 냉각의 유동장 해석과 열전달을 수치해석하였다. 형상은 연소실, 노즐 및 냉각 채널 모두를 2차원 축대칭으로 가정하였다. 연소실 및 노즐의 유동장은 압축성 유동장 해석을 통하여 구하였고, 냉각 채널은 고체 열전달로부터 구하였다. 유동장과 온도장은 모두 정상상태로 가정하였다. 노즐에서 구한 열유속은 냉각채널 벽면에서의 온도 분포를 구하기 위해 사용하였다. 결과로는 냉각 채널 벽면에서의 온도 변화와 냉각제의 온도 변화를 구하였다. 냉각 채널의 형상 변화와 냉각제의 유량 변화에 따른 냉각 채널 벽면에서의 온도변화를 조사하였다.