• 한국추진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.1-6
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• 2003

액체 산소와 탄화수소계 연료를 사용하는 로켓에서 삼중 충돌형(FOF, OFO) 인젝터가 흔히 사용된다. 일반적으로 FOF 형태가 OFO에 비해 낮은 성능을 보인다는 것이 알려져 있지만, 벽면 열전달에 있어서 보다 효율적인 방식이다. 한편, 산화제와 연료 분사구 직경 차가 큰 FOF 형태에서 산화제 분사구가 분리된 분리 삼중 충돌형 FOOF 인젝터(이하 FOOF 인젝터)가 제안된 바 있다. 본 연구에서는 비반응 분무 실험을 통해 FOOF 인젝터의 분무 특성을 FOF와 비교하였다. PLLIF 기법을 이용하여 산화제와 연료의 질량 분포를 측정하였고, 순간사진을 이용하여 액적의 크기를 측정하였다. 실험결과를 통해 FOOF 형태의 인젝터가 FOF에 비해 보다 안정적인 혼합 효율을 나타내며 액적 크기는 두 형태의 인젝터가 큰 차이 없이 비슷한 경향을 보임을 알 수 있었다.

• 한국분무공학회지
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• 제24권1호
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• pp.27-34
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• 2019

An experimental study on the spray characteristics of aerated-liquid jets discharged from effervescent injectors to a subsonic crossflow was conducted to investigate effects of a gas to liquid mass ratio (GLR) and a ratio of the orifice length to the diameter (L/d). The present effervescent injectors consist of a plain orifice injector and an aerator. To analyze breakup length and spray trajectory, instantaneous spray images were taken by a high speed camera. As the GLR increased, the spray penetration became higher under the same liquid mass flow rate and the breakup length became shorter due to the bubble expansion or the annular liquid film breakup. To predict the spray trajectory of two-phase flow jets into the crossflow, the homogeneous and the separated flow models were compared.

• 한국분무공학회지
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• 제12권1호
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• pp.58-64
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• 2007

The spray characteristics of the oxidizer-rich preburner are investigated. This system is generally operated at an oxidizerfuel mixture ratio of 50. The spray quality and mixing performance are very important for safe combustion. To know the spray characteristics of the oxidizer-rich preburner, we have designed various swirl injectors and measured droplet velocity and size by the PDPA system. The flow discharge coefficient of the fuel orifice is $0.12{\sim}0.21$, oxidizer orifice discharge coefficient is $0.16{\sim}0.28$. From the spray visualization, fuel nozzle spray angle is $15^{\circ}{\sim}25^{\circ}$, oxidizer nozzle spray angle is $65^{\circ}{\sim}85^{\circ}$ and combined spray angle is reduced $2^{\circ}{\sim}5^{\circ}$ compared to the oxidizer nozzle only case. From the PDPA measurement, droplet SMD is $175\;{\mu}m$ at 50 mm and $190\;{\mu}m$ at 100 mm of variant 1 combined case. The number concentration measurement revealed the reason of the droplet diameter increasement with distance. That is due to drop coalescence results from collision of drops which is occurred in dense sprays at a long distance from nozzle orifice exit.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제12권3호
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• pp.296-304
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• 2011

In order to design a shear coaxial injector of solid particles with water, basic experiments on a particle laden jet are necessary. The purpose of the present study is to understand the effect of particle loading ratio on the particle spray characteristics (i.e. spreading angle, distribution of particle number density, velocity profiles, and particle developing region length). Hydro-reactive Al2O3 particles with a primary particle diameter of 35~50 ${\mu}m$ are used in this experiment. An automated particle feeder was designed to supply constant particle mass flowrates. Air is used as the carrier gas. To determine the air velocity at the orifice exit, tracers (aluminum oxide, 0.5~2 ${\mu}m$ primary diameter) are also supplied by a tracer feeder. A plain orifice type injector with 3 mm diameter, and 20 mm length was adopted. Particle image velocimetry is used to measure the mean and fluctuating velocity components along the axial and radial directions.

• 한국추진공학회지
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• 제12권5호
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• pp.9-17
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• 2008

액체추진제 추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 분열과 확산거동을 파악하기 위해 이중모드 위상 도플러속도계(DPDA)를 사용하여 분무액적의 준3차원적 공간분포를 계측하고 도시한다. 분무는 27.6 bar의 분사압력 조건에서 길이-직경비가 1.67인 노즐 오리피스로부터 지면에 수직으로 분사된다. 분무 액적의 수직 및 수평방향 평균속도, SMD, 그리고 체적유속은 분무의 상류/중심에서 하류/외곽으로 이동함에 따라 분무분열에 의해 그 크기가 감소한다. 분무특성 인자들의 대칭적 분포 경향에도 불구하고 그들의 절대값은 노즐 오리피스 중심축을 기준으로 대칭이 아니다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.62-69
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• 2003

Swirl형 인젝터는 연소가 안정적이고 효율이 높으며 비교적 넓은 구간의 혼합비 변화에 민감하게 반응하지 않는 장점을 가지고 있다. 바깥쪽 오리피스 끝단에서 안쪽 오리피스 끝단까지의 길이인 Recess 길이는 Swirl형 인젝터 성능의 주요 변수로, 추진제의 충돌, 혼합, 분무, 연소에 많은 영향을 준다. 이에 본 연구에서는 Recess 길이에 따라 엔진의 성능이 어떻게 변화하는지에 대해 수치해석, 비연소 실험, 연소 실험을 통해 확인해 보았다. 그 결과 Recess 길이에 따른 로켓엔진의 성능 변화를 확인 할 수 있었고, 인젝터의 성능을 평가하는 과정에서 수치해석, 비연소 실험을 통한 성능 예측이 연소실험을 통해 타당한 과정임을 확인 할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.354-358
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• 2007

초소형 터보제트엔진에 적용되는 슬링거 인젝터 시스템의 분무특성을 파악하기 위한 연구를 수행 하였다. 이 연료 분사시스템은 엔진의 회전축으로부터 발생된 원심력에 의하여 연료가 연소기 내부로 공급되고, 액체연료의 미립화를 초래한다. 시험장치는 고속으로 회전하는 Spindle, 슬링거 인젝터, 가압식 물탱크, 아크릴 케이스로 구성하였다. 분무입자의 크기 및 속도를 측정하기 위해 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 시스템을 사용하였고, Nd-Yag Laser를 광원으로 사용하여 분무를 가시화 하였다. 시험결과 SMD(Sauter Mean Diameter)는 회전수, 유량, Injection Orifice 수에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 이러한 실험적 연구로부터 이 시스템의 분무특성을 이해할 수 있었고, 초소형 터보제트엔진에 적합한 슬링거 인젝터의 형성을 도출할 수 있었다.

• 한국분무공학회지
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• 제25권1호
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• pp.8-14
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• 2020

Recently, 1-D model-based engine development using virtual engine system is getting more attention than experimental-based engine development due to the advantages in time and cost. Injection rate profile is the one of the main parameters that determine the start and end of combustion. Therefore, it is essential to set up a sophisticated model to accurately predict the injection rate as starting point of virtual engine system. In this research, procedure of 1-D model setup based on AMESim is introduced to predict the dynamic behavior and injection rate of diesel injector. As a first step, detailed 3D cross-sectional drawing of the injector was achieved, which can be done with help of precision measurement system. Then an approximate AMESim model was provided based on the 3D drawing, which is composed of three part such as solenoid part, control chamber part and needle and nozzle orifice part. However, validation results in terms of total injection quantity showed some errors over the acceptable level. Therefore, experimental work including needle movement visualization, solenoid part analysis and flow characteristics of injector part was performed together to provide more accuracy of 1-D model. Finally, 1-D model with the accuracy of less than 10% of error compared with experimental result in terms of injection quantity and injection rate shape under normal temperature and single injection condition was established. Further work considering fuel temperature and multiple injection will be performed.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.3-8
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• 2009

Wall flush mounted injector with various orifice shape and injection conditions, were examined to enhance jet penetration and mixing in supersonic cross flow, in view of application to air-breathing accelerator vehicle. Orifice shapes with high aspect ratio were found to preferable for better penetration in the cold flow, and in the reacting flow for scramjet-mode combustion conditions. However, the effectiveness of the high aspect ratio was diminished in the dual-mode combustion conditions. Supersonic injection was applied to the high aspect ratio orifice, and further increase in penetration was observed in the cold and reactive flow for scramjet-mode combustion conditions, however, mixing enhancement due to mixing layer / pseudo-shock wave system interaction was dominant in the dual-mode combustion conditions. Difficulty in attaining ignition in the case with the high aspect ratio orifice was encountered during the combustion tests.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.143-148
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• 2012

본 연구팀에서 개발 중인 중형급 하이드라진 추력기에 장착되는 비충돌형 인젝터의 거시적 분무거동을 관찰하였다. 전자현미경을 이용하여 인젝터 오리피스의 인수검사를 수행하였으며, 슐리렌 기법과 고속카메라로 획득한 순간 분무이미지를 통하여 압력변이에 따른 인젝터의 초기 동작특성 및 분무성능을 확인하였다. 또, 분무침투거리에 따른 속도와 무차원 매개변수를 이용하여 인젝터의 성능을 검증하였다. 인젝터 오리피스의 가공오차에 의한 분무분열 특성 차이가 확인되었으며, 특정 압력수준에서 이상분무거동이 관찰되었다.