• 제목/요약/키워드: Swirl injector

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연소불안정 저감을 위한 다중 스월 인젝터의 음향학적 감쇠기능 (Effect of Multi-Swirl Injector on Acoustic Damping for Reduction of Combustion Instability)

  • 김현성;김병선;윤영빈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.62-71
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    • 2008
  • 액체로켓엔진에서 발생하는 고주파 연소불안정을제어하기 위하여 인젝터의 길이 변화를 줄 수 있는 다중 스월 인젝터의 감쇠효과를 분석하였다. 음향흡수자로서 인젝터의 효과를 분석하기 위하여 인젝터는 1/4 파장 공명기로 해석하였고, 상온에서 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 인젝터 내부에 형성되는 air core의 부피가 감쇠 효과에 직접적인 영향을 주므로 이를 모사한 다수의 튜브로 실험을 하였다. 실험을 통해 각 모드의 배(anti-node point)에 장착된 인젝터의 수의 증가로 감쇠 효과가 커지는 것을 확인하였다. 또한 1L, 1T, 1L1T 모드에 동조된 인젝터들을 동시에 각 모드의 배에 장착했을 경우, 각 모드에서 단일 모드에 튜닝된 인젝터들을 장착하였을 경우와 거의 같은 감쇠 효과를 얻을 수 있었다.

내부혼합 동축 와류형 분사기를 장착한 액체로켓엔진용 축소형 연소기의 연소시험 (Combustion Tests of Sub-scale Combustor for a Liquid Rocket Engine with Internal Mixing Swirl Injector)

  • 한영민;이광진;임병직;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.72-77
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    • 2007
  • 액체로켓엔진용으로 내부혼합 동축 와류형 분사기를 장착한 축소형 연소기에 대한 설계 및 연소시험결과를 기술하였다. 추진제는 액체산소 및 케로신이며 연소기는 분사기 헤드, 삭마냉각방식의 연소실 그리고 물냉각 노즐부로 구성되어 있다. 분사기 헤드는 액체산소 매니폴드, 연료 매니폴드, 중앙 분사기 그리고 내부혼합 형태의 18개 분사기로 이루어졌다. 축소형 연소기 연소시험은 성공적으로 이루어졌으며, 분사기의 손상이 발생하지 않았고 연소특성속도는 설계점에서 1756 m/sec을 나타내었다. 고주파 연소불안정은 나타나지 않았지만 탈설계점에서 압력의 저주파 섭동이 기준치를 넘는 결과를 보여주었다.

선회류와 나선형 그레인 형상을 이용한 하이브리드 로켓의 연소율 향상 (Enhancement of hybrid rocket regression rate by swirl flow and helical grain configuration)

  • 황영춘;이창진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.318-322
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    • 2005
  • 본 연구에서는 스월 유동과 나사산 그레인 방법을 적용하여 연소율 증진에 대해 실험하였다. 스월 유동을 적용하기 위해 2개의 인젝터를 설계하였고, 2개의 나사산 그레인을 제작하였다. 인젝터와 그레인을 동시에 적용하여 실험하였다. 이 실험의 목적은 인젝터와 그레인에 따른 연소특성과 최적의 조합에 대해 연구하였다.

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선회수와 리세스 길이가 초임계상태 케로신/액체산소 이중 와류 동축형 분사기의 화염구조에 미치는 영향 해석 (Effects of Swirl number and Recess length on Flame Structure of Supercritical Kerosene/LOx Double Swirl Coaxial Injector)

  • 박상운;김태훈;김용모
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.33-35
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    • 2012
  • This study has been mainly motivated to numerically model the supercritical mixing and combustion processes encountered in the liquid propellant rocket engines. In the present approach, turbulence is represented by the extended k-e model. To account for the real fluid effects, the propellant mixture properties are calculated by using generalized cubic equation of state. In order to realistically represent the turbulence-chemistry interaction in the turbulent nonpremixed flames, the flamelet approach based on the real fluid flamelet library has been adopted. Based on numerical results, the detailed discussions are made for the effects of swirl number on flame structure of supercritical kerosene/LOx double swirl coaxial injector.

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Simplex Swirl Injector의 Injection Instability에 관한 연구 (The Phenomena of Injection Instability for Simplex Swirl Injector)

  • 박병성;김호영;전철균
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.287-293
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    • 2005
  • Most of all combustion system has combustion instability. It is a serious problem in combustion system. Unstable injection is one of the source of combustion instability. The experimental investigation of spray characteristics for simplex swirl injector were conducted experimentally. Two kerosene based fuels were chosen as the atomizing fluid. As the major operating parameters, fuel temperature and injection pressure were chosen, and varied in the range from 253 K to 293 K and from 0.2 MPa to 1.0 MPa, respectively. Direct spray images and mean diameter were measured for the various combination of operating parameters in the flow field. The results of present study show that the injection pressure and spray cone angle are fluctuated at specific conditions while it is continuous steady injection. As the fuel temperature changes continuously, spray cone angle varies discontinuously through the region of injection instability.

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스월형 GDI 엔진의 연소실내 현상 연구 (In-Cylinder Phenomena in a Swirl Type GDI Engine)

  • 김기성;박상규
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.75-90
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    • 2001
  • For the purpose of helping development of a GDI(Gasoline Direct Injection) engine, the in-cylinder phenomena, such as the spray behaviors and fuel distributions, unburned fuel, and flame characteristics were investigated in a single cylinder GDI engine. The GDI engine was equipped with a swirl type electronic injector and SCV(Swirl Control Valve). PLIF(Planar Laser Induced Fluorescence) system with KrF Excimer laser was used for the measurements of the fuel distributions. The effects of the injector specifications, such as the spray cone angle and the offset angle on the fuel distributions and combustion characteristics were investigated. As a result, it was found that the injected fuel spray collided with the bottom of the bowl and moved upward along the exhaust side wall of the piston bowl. This fuel vapor played a important role in the instance of spark ignition. The injector specifications has a great influence on the flame characteristics.

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가스발생기용 스월 동축형 인젝터에서 내부 유동의 특성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Internal Flow Characteristics in a Swirl Coaxial Injector for Gas Generator)

  • 김성혁;윤정수;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.29-33
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    • 2010
  • 본 연구는 Kerosene-LOx를 추진제로 하는 가스발생기용 스월 동축형 인젝터의 리세스 길이에 따른 내부 유동의 특성 파악을 목표로 하였다. 리세스 길이는 분무 안정성, 내부 LOx post 손상 등에 영향을 미치는 중요한 요소로 액막두께, 매니폴드 압력 측정 및 내부 유동 가시화를 통해 리세스의 영향을 분석하였다. 또한, 리세스 길이에 따른 내부 또는 외부 인젝터 각각의 분무특성도 살펴보았다.

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스월 인젝션 하이브리드 로켓의 고체연료 국부 후퇴율에 관한 연구 (A Study on the Local Regression Rate of Solid Fuel in Swirl Injection Hybrid Rocket)

  • 김수종;이정표;김기훈;조정태;문희장;성홍계;김진곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.77-81
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    • 2008
  • 스월 인젝션 하이브리드 로켓의 고체연료에서 축 방향 국부 후퇴율 거동을 고찰하였다. 일반적으로 축 인젝션 후퇴율은 연료 그레인 축 위치가 입구에서 멀어질수록 감소하다가, 다시 증가하는 경향을 보인다. 이에 반해 스월 인젝션 후퇴율은 연료 입구부에서 높고, 하류에서는 비교적 균일한 후퇴율을 보임을 확인하였다. 전체 후퇴율은 스월 인젝션의 경우가 축 인젝션의 경우에 비해 54% 증가하였다. 본 연구를 통해 소형 사운딩 로켓에서 스월 인젝터를 사용하는 것이 유용할 수 있음을 확인하였다.

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Tangential Swirl 연소기에 적용된 스월인젝터의 고고도 운전성능 연구 (Study of High Altitude Operation for Air Swirl Injector in Tangential Swirl Combustor)

  • 박희호;류세현;구현철;이성준
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.825-828
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    • 2010
  • 항공용 가스터빈 엔진은 운용 범위가 넓으며 고고도에서 운용되므로 극한 환경조건에서의 운용을 요구하며 높은 신뢰성을 요구한다. 따라서 본 연구에서는 혹독한 환경에서 높은 수준의 신뢰성 있는 연소기 개발을 위한 연소기 리그시험 및 엔진 단위의 운용 안정성 평가를 수행, 최적화하였으며, 엔진개발 단계에서 수립된 시동로직을 반영하여 고고도 운전영영에서의 시동 및 운용 안정성을 검증하였다. 리그 및 엔진시험 결과, air swirler가 장착된 인젝터를 적용할 경우, 20kft Hot day 및 $-40^{\circ}C$에서 정상적인 운용 및 시동이 이루어졌다.

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유량 및 연소압에 따른 액체로켓 단위분사기 연소특성 변화 (Characteristics of Unielement Injector Combustion with Flow rates and Chamber Pressures)

  • 문일윤;김종규;한영민;유진;이양석;고영성
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.247-250
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    • 2005
  • 단위 분사기의 실물형 연소기 적용 시 실물형 연소기의 배열, 구성 분사기 수량, 연소압 등의 이유로 동작환경이나 분사기 형상의 변화를 필요로 한다. Jet-A1과 액체산소를 추진제로 하는 동축 와류형 분사기의 실물형 적용성을 검토하기위해 연소압 증가, 추진제 유량 감소와 분사기 길이 증가 조건에서 연소시험을 수행하였다. 시험결과 연소압 증가와 추진제 유량 감소, 노즐길이 증가 시 특성속도효율이 개선되었으며 이에 반해 압력섭동의 강도는 미미하였고 특정한 주파수 대역을 보이지 않아 실물형 적용성이 우수하였다.

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