• 제목/요약/키워드: nozzle flow

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재생냉각식 액체로켓엔진의 연소기 형상 결정을 위한 예비 설계 방안 (Preliminary Design Plan for Determining Combustor Configuration of Regenerative-cooled Liquid Rocket Engine)

  • 손민;서민교;구자예;조원국;설우석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.37-42
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    • 2010
  • 재생냉각식 액체로켓엔진의 예비 설계 단계에서 연소기 형상을 결정하기 위한 설계 방안을 제안하였다. CEA에서 예측된 연소 후 가스 물성치를 이용하여 로켓의 성능 및 재생냉각 성능을 계산하였다. 요구 추력, 연소실 압력, 주위 압력, 추진제 혼합비에 대해 1차원 관계식과 경험식으로 최적 유량과 연소기 성능을 예측하고, Rao 노즐 설계 기법을 활용하여 최종적으로 연소기 형상을 결정할 수 있는 방안을 제시하였다.

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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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환형 연소기 시스템에서 비연소 3D 음향장 해석 (3D Acoustic Field Analysis in an Annular Combustor System under a Cold Flow Condition)

  • 임재영;김대식
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.49-56
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    • 2017
  • 본 연구에서는 환형 시스템에서 열음향 문제를 모델링하기 위하여 자체 3D 유한요소해석을 모델 개발을 통하여 음향장을 해석하였고, 다양한 음향 모드를 벤치마크 연소기의 실험 결과와 비교/검증하였다. 비교 결과, 본 해석에서 사용된 음향장 해석 코드는 환형 시스템에서 실험으로 계측된 다양한 음향모드들을 예측하는데 성공하였다. 또한 연소실의 횡방향 모드는 노즐의 음향 경계 조건의 영향을 크게 받게 되고, 노즐에서의 압력 분포 역시 연소실의 압력장과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다.

Vortex Tube의 냉출구 Orifice에 관한 실험적 연구 (An experimental study for cold end orifice of vortex tube)

  • 유갑종;최병철
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권3호
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    • pp.1061-1073
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    • 1996
  • Vortex tube is a simple device which splits a compressed gas stream into a cold stream and a hot stream without any chemical reactions. The phenomena of energy separation taking place in a vortex tube has been investigated experimentally. Recently, vortex tube is widely used to local cooler of industrial equipments and air conditioner of special purpose. In this study, experimental study on vortex tube efficiency was performed with various cold end orifices and nozzles type. The experimental results indicate that there is an optimum diameter of cold end orifice and nozzle type for the best cooling performance. The variation of the maximum wall temperature along the vortex tube surface provides useful information about the location of the stagnation point of the flow field at the axis of the vortex tube. The similarity relation for the prediction of the temperature of the cold exit air was obtained.

케로신-공기 혼합물의 데토네이션 모델과 구조체 모델을 통한 금속관의 수치해석 (Numerical Analysis of Detonation of Kerosene-Air Mixture and Solid Structure)

  • 이영헌;곽민철;여재익
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.29-37
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    • 2015
  • 본 연구는 케로신 연료를 사용하는 액체로켓엔진에서 발생할 수 있는 연소불안정으로 인하여 파괴될 수 있는 연소기의 손상을 수치적으로 모사하는 해석 모델의 기초연구이다. 연소불안정으로부터 야기 될 수 있는 케로신의 데토네이션은 1단계 아레니우스 식의 화학 반응식을 이용하였고, 구조체는 Johnson-Cook 강성모델을 활용하여 데토네이션으로 인한 금속관의 소성 변형을 모델링하였다. 금속관의 소성 변형에 의해 변화하는 유동장과 구조체의 스트레스를 노즐 형상과 관의 두께변화에 따라 해석하였다.

입자 특성에 따른 고체모터 플룸 이상유동 해석 (Two phase analysis of solid rocket motor plume as particle characteristics)

  • 김성룡;김인선
    • 항공우주기술
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    • 제9권1호
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    • pp.17-27
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    • 2010
  • 알루미나 입자가 포함된 KSLV-I KM 고공 플룸 유동을 연소실에서 노즐 출구의 고공 팽창과정을 해석하였다. 알루미나 입자 및 플룸 가스의 물성치 및 분포를 달리하여 해석한 결과 연소가스 비열비를 1.2로 알루미나 입자의 직경 분포를 7가지로 가정하면 노즐 내부 유동 특성이 평형유동 해석 결과와 비교적 일치하였다. 입자의 팽창각은 가스유동보다 작으며 입자 직경이 클수록 팽창각은 더 작았다. 알루미나 입자의 광학 열물성을 변화시키며 KM TVC 분배기 위치의 복사열을 계산한 결과 알루미나 입자의 방사율이 0.1일 때 비행시험 결과와 비슷한 수준을 예측하였다.

Dynamic Performance Simulation of the Propulsion System for the CRW Type UAV Using $SIMULINK^{\circledR}$

  • Changduk Kong;Park, Jongha;Jayoung Ki
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.499-505
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    • 2004
  • A Propulsion System of the CRW(Canard Rotor Wing) type UAV(Unmanned Aerial Vehicle) was composed of the turbojet engine to generate the propulsive exhaust gas, and the duct system including straight bent ducts, tip-jet nozzles, a master valve and a variable main nozzle for three flight modes such as lift/landing mode, low speed transition flight mode and high speed forward flight mode. In this study, in order to operate safely the propulsion system, the dynamic Performance behavior of the system was modeled and simulated using the SIMULIN $K^{ }$, which is the user-friendly GUI type dynamic analysis tool provided by MATLA $B^{ }$. In the transient performance model, the inter-component volume model was used. The performance analysis using the developed models was performed at various flight condition, valve angle positions and fuel flow schedules, and these results could set the safe flight mode transition region to satisfy the inlet temperature overshoot limitation as well as the compressor surge margin. Performance analysis results using the SIMULIN $K^{ }$ performance program were compared with them using the commercial program GSP.m GSP.

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작동 조건에 따른 이중 와류 분사기 유량 계수 변화 연구 (Study on Discharge Coefficient Variations of Bi-Swirl Injectors with Working Conditions)

  • 서성현;안규복;한영민;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.177-180
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    • 2010
  • 혼합비와 연소압에 따른 이중 와류 동축 분사기의 유량계수 변화를 살펴보았다. 연료 과농 조건에서 액체산소와 케로신을 이용하여 이중 와류 동축 분사기의 연소시험을 수행하였다. 두 종류의 분사기가 시험에 적용되었는데, 산화제 분무각 변화에 의한 추진제간 모멘텀 비 차이와 연료 노즐 직경 차이로 인한 유량계수 영향 특성이 파악되었다. 연료 와류실을 연료가 모두 채운 상태에서 연소가 이루어지는 경우 화염 구조의 변화가 없어 혼합비에 다른 유량계수 변화 또한 보이지 않는 것으로 파악하였다.

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충돌분류계(衝突噴流系)에서 난류촉진체(亂流促進體)에 의한 방열효과(放熱效果)에 관(關)한 연구(硏究) (An Experimental Study on the Cooling Effect by a Turbulence Promoter in Impinging Air Jet System)

  • 이용화;서정윤
    • 설비공학논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.48-56
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    • 1992
  • The purpose of this study was to investigate the enhancement of heat transfer without additional external power in the case of rectangular air jet impinging vertically on the flat heating surface. In an attempt to enhance the heat transfer rate in two-dimensional impinging jet, the technique used in the present study was placement of square rod bundles as a turbluence promoter in front of the heat transfer surface. The effects of the clearance between the flat plate and square rod, and the nozzle exit velocity on the heat transfer characteristics have been investigated experimentally. The results obtained through this study were summerized as follows. High heat transfer enhancement was achived by means of flow acceleration and thinning of boundary layer by inserting rods in front of the heating flat plate. The smaller the clearance between rod and heating plate was, the larger heat transfer effect became. Average Nusselt number reached maximum at $Re=5.76{\times}10^4$ and C=1㎜ and the enhancement rate of heat transfer became maxium at this condition with the enhancement ratio as high as about 1.427 when normalized by the flat plate value. The correlating equation of average Nusselt number and Reynolds number was obtained, which is $\bar{N}uo=1.324{\cdot}Re^{0.459}{\cdot}(C/A)^{-0.034}$.

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연마제 혼합액 제트의 절단 성능에 관한 연구 (An experimental study of cutting abilities of an abrasive water jet system)

  • 안영재;유장열;권오관;김영조
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.611-617
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    • 1989
  • 본 연구에서는 제트 분사 시스템을 제작하여 절단 성능에 관게하는 여러 변수중 고압수의 압력, 연마제의 크기 및 공급량, 그리고 공작물의 이송속도의 영향을 실험적으로 연구하였다.