• 제목/요약/키워드: combustion chamber flow

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75톤급 재생냉각 연소기 기술검증시제 연료 수류시험 및 차압 해석 (Fuel-Side Cold-Flow Test and Pressure Drop Analysis on Technology Demonstration Model of 75 ton-class Regeneratively-Cooled Combustion Chamber)

  • 안규복;김종규;임병직;김문기;강동혁;김성구;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.807-812
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    • 2011
  • 한국형발사체 1단에 사용될 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 기술검증시제를 설계, 제작하여 연료수류시험을 수행하였다. 가압압력을 조절하여 연료 유량을 변경함으로써 주어진 유량에서 발생하는 연소기 재생냉각 채널에서의 압력 손실을 측정하였다. 연소실 각 부에서의 압력 손실을 측정할 수 있었으며, 상당량의 압력 손실이 유속이 강한 연소실 노즐목부에서 발생함을 확인하였다. 주어진 연료 수류시험 조건에서 수력학 해석을 통하여 수력학 해석 방법의 정확도를 검증할 수 있었다.

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75톤급 재생냉각 연소기 기술검증시제 연료 수류시험 및 차압 해석 (Fuel-Side Cold-Flow Test and Pressure Drop Analysis on Technology Demonstration Model of 75 ton-class Regeneratively-Cooled Combustion Chamber)

  • 안규복;김종규;임병직;김문기;강동혁;김성구;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.56-61
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    • 2012
  • 한국형발사체 1단에 사용될 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 기술검증시제를 설계, 제작하여 연료 수류시험을 수행하였다. 가압압력을 조절하여 연료 유량을 변경함으로써 주어진 유량에서 발생하는 연소기 재생냉각 채널에서의 압력 손실을 측정하였다. 연소실 각 부에서의 압력 손실을 측정할 수 있었으며, 상당량의 압력 손실이 유속이 강한 연소실 노즐목부에서 발생함을 확인하였다. 주어진 연료 수류시험 조건에서 수력학 해석을 통하여 수력학 해석 방법의 정확도를 검증할 수 있었다.

정적연소기내에서의 분위기 온도 및 압력에 따른 혼합기 분포에 관한 성층화 정도 특성 (Stratified Degree Characteristics on Fuel Mixture According to Ambient Temperature and Pressure in a Constant Volume Combustion Chamber)

  • 이기형;이창식;이창희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권2호
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    • pp.180-188
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    • 2005
  • It is well known that a lean burn engine caused by stratified mixture formation has many kinds of advantages to combustion characteristics, such as higher thermal efficiency and lower CO, NOx levels than conventional homogeneous mixture combustion. Although this combustion can achieve low fuel consumption technology, it produces much unburned hydrocarbon and soot because of heterogeneous equivalence ratio in the combustion chamber. Therefore, the stratified mixture formation technology is very important to obtain the stable lean combustion. In this paper, fundamental studies for stratified combustion were carried out using a constant volume combustion chamber. The local effect of mixture formation according to control air-fuel distribution in the chamber was examined experimentally. In addition, the effect of turbulence on stratified charge combustion process was observed by schlieren photography. From this study, we found that the flame propagation speed increase with swirl flow and the swirl promotes the formation of fuel and air mixture.

정적연소기에서의 메탄-공기 균질혼합기의 연소특성 분석 (Combustion Characteristics Analysis of Methane-Air Homogeneous Mixture in a Constant Volume Combustion Chamber)

  • 이석영;김상진;전충환
    • 한국연소학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.9-16
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    • 2008
  • In this study, a cylindrical constant volume combustion chamber is used to investigate the flow and combustion characteristics of methane-air homogeneous mixture under various initial charge pressure, excess air ratios and ignition times. The flame and burning speed, mean gas speed are calculated by numerical analysis to analyze the combustion characteristics. It is found that the mean gas velocity during combustion has the maximum value around 300 ms and then decreased gradually on the condition of 10000 ms, and that the combustion duration is shorten and flame speed and burning velocity have the highest value under the conditions of an excess air ratio 1.1, an initial charge pressure of 0.2 MPa and an ignition time of 300 ms in the present study. And, the initial pressure and burning speed are in inverse proportion, so that it is in agreement with Strehlow who presented that the initial pressure and burning speed are in inverse proportion when the burning speed is under 50cm/s.

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높이차가 존재하는 두 분류의 2상유동에 관한 연구 (Study on Two-Phase Flow generated by Two Jets with Height Difference)

  • 박상규;양희천;이용호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제24권1호
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    • pp.88-93
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    • 2000
  • In this study, the mixing process of two-phase flow generated by two jets with height difference is analyzed. The primary jet is jetted on the condition of the state mixed pulverized solid particles with air. The height difference between the main jet and the secondary jet is changed into three kinds(0, 32.5, 47.5mm). The velocity vector field, concentration field and turbulent properties of solid particles are measured by using 3-Dimensional Particles Dynamics Analyzer. As the height difference of two jets through the two nozzles increases, the solid particle recirculation zone and the dense zone in the combustion chamber become large. The solid particle concentration at the center of the combustion chamber gets dense because the particle velocity remains slow due to the existence of the solid particle recirculation zone. The particle concentration in the combustion chamber can also be influenced by the hight difference of two jets.

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30톤급 액체로켓엔진 연소기 연소시험 성능결과 (Combustion Performance Results of Combustion Chamber for 30ton-f Class Liquid Rocket Engine)

  • 한영민;김종규;이광진;서성현;임병직;안규복;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.139-143
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    • 2007
  • 추가 30톤급 액체로켓엔진 실물형 연소기에서 수행했던 연소시험의 전반적인 성능결과에 대해 기술하였다. 연소기 연소압력은 약 53${\sim}$60 bar 그리고 추진제 유량은 약 89 kg/s이다. 30톤급 실물형 연소기는 연소기 헤드, SUS 배플, 배플분사기, 내열재 연소실, 냉각채널 연소실 그리고 재생냉각 연소실 등으로 구성하였다. 연소특성속도는 약 1673부터 1730 m/sec이며, 비추력은 약 254에서 263 sec 정도의 값을 얻었다. 일반적으로 분사기의 RN 증가에 따라 연소특성속도는 증가하였다. 또한, 연소기의 비추력은 연소특성속도 증가에 따라 증가함을 보여 주었다.

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중속 디젤엔진의 실린더 헤드포트 유동 특성 실험 연구 (An Experimental Study of the Flow Characteristics of Cylinder Head Port for Medium-Speed Diesel Engines)

  • 김진원;갈상학
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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    • pp.790-795
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    • 2001
  • Since the characteristics of combustion and pollutant in Diesel engines were mainly affected by the characteristics of in-cylinder gas flow and fuel spray, an understanding of those was essential to the design of the D.I. Diesel engines. The improvement of volumetric efficiency of air charging into combustion chamber is a primary requirement to obtain better mean effective pressure of an engine. Since the air resistances in intake and exhaust flow passages, valve lift and valve shape influence greatly to the volumetric efficiency, it is very important to investigate the flow characteristics of intake and exhaust port which develops air motion in the combustion chamber. This paper presents the results of an experimental investigation of steady flow through the various kinds of commercial cylinder head ports, and the development procedures of HHI's H21/32 prototype cylinder head ports.

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엔진 내 냉각수 유동형태가 연소실 벽면온도에 미치는 영향에 관한 연구 (Effect of Coolant Flow Pattern on Metal Temperature of Combustion Chamber)

  • 민병순;최재권
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제1권1호
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    • pp.14-21
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    • 1993
  • The effect of coolant flow pattern on the metal temperature of the combustion chamber was studied in 1.5L and 1.8L gasoline engines. One of the main important points in the design of the water jacket is the increase of the coolant flow velocity. In this paper, the water jackets of the cylinder head and the cylinder block were visualized for the purpose of improving the coolant flow pattern. By the use of this technique, the optimal design of the size and th location of the water transfer fole was possible. And, to lower the metal temperatures of the thermally critical parts, the drilled water passages were employed. To investigate of effect of the improved flow pattern and the drilled water passages, the metal temperatures of the combustion chamber were measured. As a result of the temperature measurement, it was found out that both the change of flow pattern and the drilled water passages have significant effect on the reduction of the peak metal temperature.

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75톤급 액체로켓엔진 연소기의 저압 조건에서 수행된 연소안정성 시험 (Combustion Stability Rating Test under Low Pressure Condition of a 75-$ton_f$ LRE Thrust Chamber)

  • 이광진;강동혁;김문기;안규복;한영민;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.231-238
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    • 2010
  • 75톤급 기술검증용 연소기의 저압 조건 연소안정성 시험이 수행되었다. 동일한 추진제 유량을 연소실에 공급하면서 분사기 수량이 감소된 연소기 헤드의 경우 연소압력 30 bar에서 자발 불안정이 발생하였으나, 분사기 수량이 증가된 연소기 헤드에서는 동일한 연소압력 조건에서 고주파 연소안정성이 유지됨을 보였다. 30 bar에서 연소안정성을 보인 연소기 헤드는 연소압력 20 bar에서 자발 불안정이 발생하여 안정성 경계 영역을 보여주었다.

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75톤급 액체로켓엔진 연소기 기본설계 (Basic Design of Combustion Chamber for 75 ton Liquid Rocket Engine)

  • 한영민;김종규;이광진;서성현;김성구;유철성;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.125-129
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    • 2009
  • 본 논문에서는 대형 우주 발사체에 적용 가능한 추력 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 기본설계에 대해 기술하였다. 이 연소기는 진공추력 74.8 ton, 진공비추력 306.9 sec, 연소실 압력 60 bar, 추진제 유량 243.6 kg/s, 연소특성속도 1730 m/sec을 갖는다. 연소기의 성능에 미치는 연소특성속도, 추력계수 그리고 비추력에 대해 알아보았고, 연소기의 기하학적인 형상에 대해서도 기술하였다. 75톤급 액체로켓 엔진 연소기는 분사기를 장착한 연소기 헤드, 재생냉각 채널을 가지고 있는 연소실로 구성되어 있다.

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