원통 다발형 그레인의 연소시험 결과 저주파 불안정 현상이 나타났다. 그 원인은 원통 그레인 내면의 압력과 외면의 압력차(압력 비평형)가 주원인임을 알 수 있었으며, 그레인 반경방향으로 홀을 뚫어 그레인 내면에 상승된 압력을 외면으로 빠르게 확산되도록 하여 안정된 연소현상을 얻을 수 있었다. 그러나 고온 조건에서도 안정된 연소 현상을 얻기 위하여 직경 3mm 흘 7개를 뚫게 됨에 따라 가스발생량의 증가가 많이 둔화되어 격자를 사용하는 방법을 연구하게 되었다. 격자를 사용함으로써 큰 와류(large vorticity)를 소멸시켜 그레인에 홀을 뚫지 않고도 안정된 연소를 얻을 수 있었으며 가스 발생량도 점진적으로 증가시킬 수 있었다. 가로${\times}$세로 격자는 5${\times}$5, 그레인은 격자에 고정시키지 않을 때 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
자동차, 항공기 혹은 로켓엔진 유동장의 불안정 파동은 음향모드와 와류모드 및 엔트로피 모드에 의해 복합적으로 발생한다. 본 연구에서는 이들 모드를 모두 포함하는 불안정 해석이론을 바탕으로 고체추진 로켓엔진 연소실의 내부유동을 대상으로 불안정 파동 증폭요인에 의한 영향을 고찰하였다. 연구결과 불안정 에너지 증폭계수의 증가에 따라 에너지 증폭율 관련변수들이 증가하며 에너지 증폭율 관련변수들은 층류보다 난류에서 더 크게 나타났다. 또한 고온의 측면-연소 로켓의 불안정 파동은 엔트로피 모드에 의해 지배되며 와류모드에 다소간 영향을 받고 음향모드에는 거의 영향을 받지 않았다.
The states of alkali occuring in Portland cement clinker were studied. Potassium was added to raw mixture by there kinds ; $K_2SO_4$, $K_2CO_3$ and KOH. In case of $K_2CO_3$ and KOH addition the new state of unstable alkali was found when alkakli content is high and $SO_3$ content is low in the clinker. Unstable state of highly basic free 4K_2O$ causes lowering burnability much more than alkali sulfate especially at the early stage of burning. Lowered burnability by 4K_2O$ became more serious with higher LSF. Unstable free-4K_2O$ which is readily soluble with water reacts with gypsum to form $Ca(OH)_2$ and syngenite as soon as water is added. As a results the liberation rate of heat of hydration at the early hydration process(1st peak) was increased.
유도탄 사출장치에 적용되는 가스발생기의 점화 초기압력 저감화를 위한 연구를 수행하였다. 점화장치는 추진제의 점화를 위한 에너지 방출장치로서 다발 형태의 3열형 추진제 그레인을 연소 불안정 없이 동시 점화시키는 것을 목표로 한다. 점화성이 좋지 않은 복기형 추진제를 적용하여야 하는 가스발생기의 경우 사출속도와 가속도 조건을 충족하기 위해서는 추진제의 신속한 점화와 점화초기의 연소압력 저감화가 필수적이다. MTV 점화제의 연소 특성을 활용한 점화기 설계를 통하여 모든 개발 요구 성능을 만족할 수 있었다.
본 논문에는 사출시스템의 성능향상을 위해 불안정 연소 현상이 발생하지 않는 상태에서 가스발생기 압력의 기울기를 증가시키는 방법에 대해 기술되어있다. 안정연소를 얻기 위해 그레인에 반경방향홀을 뚫는 방법 이외에 그레인의 세장비를 줄이는 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 적용하여 가스발생기를 제작, 시험한 결과 기준모델과 비교시 유사한 수준의 사출종말속도에서 최대가속도를 최대 33% 줄일 수 있음을 확인하였다.
Lean premixed combustion has been considered as one of the promising solutions for the reduction of NOx emissions from gas turbines. However, unstable combustion of lean premixed flow becomes a real challenge on the way to design a reliable, highly efficient dry low NOx gas turbine combustor. Contrary to a conventional diffusion type combustion system, characteristics of premixed combustion significantly depend on a premixing degree of combusting flow. Combustion behavior in terms of stability has been studied in a model gas turbine combustor burning natural gas and air. Incompleteness of premixing is identified as significant perturbation source for inducing unstable combustion. Application of a simple convection time lag theory can only predict instability modes but cannot determine whether instability occurs or not. Low frequency perturbations are observed at the onset of instability and believed to initiate the coupling between heat release rate and pressure fluctuations.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제7권2호
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pp.33-41
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2006
Theoretical-numerical approach of combustion instability in a specific rocket engine is conducted with parametric response functions. Fluctuating instantaneous burning rate is assumed to be functionally coupled with acoustic pressures and have a finite or time-varying amplitudes and phase lags. Only when the amplitudes and phases of combustion response function are sufficiently large and small respectively, the triggered unstable waves are amplified.
The accidents occurred by unstable material which is easily exploded or burnt up were caused by heat and collision under the condition of relatively low temperature without oxygen, have been reported frequently. However, the amount of the unstable material is getting higher by development of fine ceramic research area even though its dangerous characteristic is disregarded. This research studied a heat stability and measured boiling point of various carpet material. Carpet has been used in home as well as general indoor usage. Now a day, carpet material which is hardly burnt has been on commercial, but its detailed unstable conditions is not mentioned. This research reports the measurement of the initial temperature of generation heat and heat-radiation change on differential scanning calorimeter (DSC). The DSC data of nylon bulked continuous filament (N-BCF) yam 100%, nylon (NY), poly propylene (PP), and a new material named polytrimethylene terephthalate (PTT) are studied and researched about the effect of them using TGA, furnace, and direct-burning experiment.
본 연구에서는 원통형 연소실에서 발생하는 고주파 연소불안정을 연소응답함수와 n-$\tau$ 음향 불안정 해석방법을 사용하여 예측하였다. 열역학적 변수들과 속도는 시간 평균성분 및 변화성분으로 분리하여 선형으로 전개하였으며, 유동은 비회전류로 가정하여 속도 포텐샬 함수를 위한 지배방정식으로 수식화하였다. 연소응답의 계산에는 화염면 상, 하류에서의 연소실반응과 화염면에서의 연속조건이 적용되었다. 연소응답은 압력간섭계수 n과 감응시간지연 $\tau$로 변환되어 중립불안정한계를 결정하였다. LOX-RP1 추진제 조합의 원통형 연소실에서 연소압력 및 추진제 혼합비의 변화는 연소 음향반응과 중립불안정에 영향을 주지 않으나, 긴 거주시간에 의한 화염면 발생의 지연과 화염면 하류에서의 공간은 고주파 연소불안정의 발생에 강한 영향을 주는 것으로 예측되었다. 결과적으로 연소의 음향응답에는 추진제의 거주시간, 연소실 형상조건과 노즐에 의한 감쇠효과가 중요한 파라메터인 것으로 나타났다.
Experimental studies on combustion phenomena within a porous ceramic burner are reported. Main interest of the present work is to investigate fundamental flame behaviors and their effects on the burner operation. Due to high thermal capacity of the porous ceramic materials, the response of flame to burning condition changes is slow and thus to have a stabilized flame is quite difficult and takes much time. It is found that the temperature profile obtained at downstream of the flame zone is not much sensitive to the movement of flame and the speed of flame movement is less than 0.1 mm/sec for the conditions tested. With the premixed LPG/air flame imbedded within the porous ceramic burner, stable combustion regions and unstable combustion regions leading to blowoff or flashback phenomena are observed and mapped on flow velocity versus equivalence ratio diagram. For the development of burner operation technique which is more practical and safe, intermittent burning technique, where the fuel or/and air is supplied to the burner intermittently, is proposed as one of the flame control methods for the porous ceramic burner and tested in this study. Through the experiment, it is realized that the proposed method is acceptable in respect to burner performance and give much flexibility in the operation of porous ceramic burner.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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