본 연구에서는 액체로켓엔진 산화제로 과산화수소를 사용하기 위한 공급 설비 구축 및 세척 방법을 제시하고자 한다. 과산화수소 공급 설비의 오염을 최소화하기 위하여 공급 설비를 세척하고 세척된 공급 설비에 보호막을 입히는 passivation 절차를 확립하였다. 또한, 구축된 공급 설비는 누설 시험과 연소 시험을 통해서 안정성을 검증하였다.
본 연구에서는 액체 로켓 엔진의 연소 시험을 통하여 O/F ratio가 연소 성능에 미치는 영향을 측정하였다. 사용된 분사기는 추력 200 N, 챔버 압 10 bar로 설계된 샤워헤드형 이며, 점화 방식은 촉매점화를 선택하였고. 과산화수소와 케로신을 추진제로 사용하였다. 본 실험을 통해서 로켓의 효율을 보다 증가시킬 수 있는 방법으로 O/F ratio가 연소 성능에 미치는 영향을 측정하여 O/F ratio의 운용조건을 알 수 있었다.
Structural and dynamic analyses of inducer and impeller for a oxidizer turbopump are peformed to investigate the safety level of strength and vibration at design point. Due to high rotational speed of turbopump, effects of centrifugal forces are carefully considered in the structural analysis. Hydrodynamic pressure is also considered as an external force applied to inducer and impeller blades. A three dimensional finite element method(FEM) is used for linear and nonlinear structural analyses with modified Newton-Raphson iteration method. After the nonlinear trim solution is obtained from the structural analysis, dynamic characteristics are obtained as a function of rotational speed from the linearized eigenvalue analysis at an equilibrium position. According to the results of numerical analysis, the safety margins of strength and vibration resonances m sufficient enough to be operated safely within the required life cycle.
The thin SiC filament technique has been employed to identify the possibility of measuring flame temperature, and especially unstable near-extinction flame temperature in an oxidizer deficient ambience, by comparing the relative visible (non-IR) luminosities of SiC filaments with thermocouple measured temperature in co-flowing, laminar propane/air diffusion flames. The results show good agreement between the digitized relative visible luminosity profiles of the SiC filaments and temperature profiles measured using a thermocouple at temperatures above $700^{\circ}C$, although, a non-linear calibration is probably required far the whole temperature range. The highest radial peak temperature exists near to the nozzle exit. and the centerline temperatures were virtually unchanged with increasing flame height in an oxidizer deficient near-extinction flame.
Hot test of a full-scale turbopump for a 30-ton-thrust liquid rocket engine was carried out. The turbopump is composed of an oxidizer pump, a fuel pump, and a turbine on a single shaft. Model fluid was used in the test, that is, hot air for the turbine and water for the pumps. The turbopump was operated stably at full speed for 120 seconds. In terms of performance characteristics of pumps and turbine, the results from the turbopump assembly test are compared with those from the turbopump component tests which were performed at about half of the design rotational speed.
Space propulsion system produces required thrust for satellites and space launch vehicles by using chemical reactions of a liquid fuel and a liquid oxidizer typically. Among several liquid propellants, the monomethylhydrazine-dinitrogen tetroxide is expecially preferred for a GEO satellite propellants due to their better storability in liquid phase during a long mission life under a freezing space environment. Recently, a development of the monomethylhydrazine-dinitrogen tetroxide bipropellant system becomes important as the national space program requires the heavier and the more efficient space system. Thus, the objective of the present study is to review a foreign research trend of a chemical reaction between the monomethyhydrazine fuel and the dinitrogen tetroxide oxidizer to understand a fundamental basis of their characteristics to prepare for domestic development in future.
An autotrophic sulfur oxidizer, Thiobacillus sp. ASWW-2, was isolated from activated sludge, and its sulfur oxidation activity was characterized. Thiobacillus sp. ASWW-2 could oxidize elemental sulfur on the broad range from pH 2 to 8. When 5-50 g/L of elemental sulfur was supplemented as a substrate, the growth and sulfur oxidation activity of Thiobacillus sp. ASWW-2 was not inhibited. The specific sulfur oxidation rate of strain ASWW-2 decreased gradually until sulfate was accumulated in medium up to 10 g/L. In the range of sulfate concentration from 10 g/L to 50 g/L, the sulfur oxidation rate could keep over $2.0g-S/g-DCW{\cdot}d$. It indicated that Thiobacillus sp. ASWW-2 has tolerance to high concentration of sulfate.
The study on synthesis of carbon nanomaterials by H2 mixing in counterflow methane diffusion flames has been experimentally conducted. We have also investigated on effect of catalyst and temperature in flame. The counterflow flame was formed by many kind of gas (fuel side using $CH_4-H_2-N_2$ and oxidizer side $N_2-O_2$) and nitrogen shields discharge on each other side to cut off oxidizer of the atmosphere. Ferrocene was used as a metal catalyst for CNTs synthesis. substrate was used to deposit carbon nanomaterials and these were analyzed by FE-SEM. We could find that carbon nanotubes and many kind of carbon nano materials were formed in Cu wire substrate, through this experiment.
We investigated the effects of oxidizer additive on the performance of Cu-CMP process using commonly used tungsten slurry. According to the CMP removal rates and particle size distribution, and the micro-structures of surface layer as a function of oxidizer contents were greatly influenced by the slurry chemical composition of oxidizers. The difference in removal rate and roughness of copper surface are believed to cause by modification in the mechanical behavior of $Al_2O_3$ abrasive particles in CMP slurry.
An experimental study for characteristics of soot were conducted at the post-flame region in jet diffusion flames, where carbon dioxide was used as additives in oxidizer stream. Light-extinction method was performed using He-Ne laser with wave length at 632.8nm for the measurement of relative soot density and soot volume fraction with dimensionless extinction coefficient, $K_e$ and mass specific extinction coefficient, ${\sigma}_s$. To increase of resolution, laser light was modified for sheet-form using concave, convex lenses and slit. C/H ratio was introduced for quantitative analysis of soot growth which is expressed by carbonization and dehydrogen. Also transmission electron microscopy(TEM) was used for observation of morphological shape. The results show that the relative soot density in the post-flame region was lower when carbon dioxide was added in oxidizer stream because of reduction of flame temperature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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