An experimental study was performed to develop the rotational fuel injection system of the micro turbojet engine. In this system, fuel is sprayed by centrifugal forces of engine shaft. The test rig was designed and manufactured to get droplet information on combustion space. This experimental apparatus consist of a high speed rotational device(Air-Spindle), fuel feeder, rotational fuel injector and acrylic case. To understand spray characteristics, spray droplet size, velocity and distribution were measured by PDPA (Phase Doppler Particle Analyzer) and spray was visualized by using Nd-Yag laser-based flash photography. From the test results, the length of liquid column from injection orifice is controlled by the rotational speeds and Sauter Mean Diameter(SMD) is decreased with rotational speed. Also, Sauter Mean Diameter is increased as increasing mass flow rate at same rotational speeds.
회전식 연료 노즐의 분무특성을 알기 위해서 고속회전 시험장치를 이용하여 실험적 연구를 수행하였다. 시험장치는 연료공급장치, 고속 회전장치 그리고 아크릴 케이스로 구성되어있다. Injection orifice의 직경 및 개수를 변화시켜가며 분무실험을 수행하였다. 액적의 크기 및 속도는 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)시스템을 이용하여 측정하였다. 실험결과로부터 Injection orifice의 직경 및 개수변화에 따른 회전식 노즐의 분무특성을 이해 할 수 있었다.
소형 회전연료 분사장치의 분열과정 특성을 연구하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 이러한 분열과정의 특성을 이해하기 위해 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)시스템을 사용하여 분무입자의 크기와 속도를 측정하였다. 또한 Nd-Yag Laser를 광원으로 사용하여 분무를 가시화하였다. 실험결과 Injection Orifice로부터 생성된 액주는 회전수에 의해 지배되고, SMD(Sauter Mean Diameter)와 분무특성은 Injection Orifice의 직경에 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.
An experimental study was performed to understand spray characteristics of the rotary atomizer for the slinger combustor. In this fuel injection system, fuel is injected and atomized in the combustor by centrifugal forces to engine shaft. The experimental apparatus consists of a high speed rotational spindle, rotary atomizer, pressure tank and acrylic case. The droplet size and velocity were measured by PDPA (phase Doppler particle analyzer), and spray was visualized by using high speed camera and Nd:Yag laser-based flash photography. From the test results, the droplet size (SMD) is largely affected by rotational speed, mass flow rate and the number of orifice. As the experimental results, we could understand the spray characteristics of the rotary atomizer for the slinger combustor and obtain the optimum shape of the rotary atomizer which is suitable for the small gas turbine engine.
The spray characteristics of the high speed rotating fuel injection system were studied. The five variants of rotating fuel nozzle were used by spray test. The diameter of single column injection orifices are varied from 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm and 5 mm. We constructed high speed rotating test rig and measured droplet size by PDPA (Phase Doppler Particle Analyzer) system. Also spray was visualized by using high speed camera. In the test results, we could understand that length of liquid column from the injection orifice is mainly controlled by the rotational speeds. SMD is decreased with increasing injection orifice diameter and rotational speeds. Furthermore, from the comparison to the theoritical calculation, we confirmed that SMD is influenced by the liquid film thickness which is formed inner surface of injection orifice.
Current high-resolution IR spectroscopy at ground-based observatories made it possible to observe $3-{\mu}m\;CH_4$ emission lines from the atmospheres of Jupiter, Saturn, and Titan through narrow atmospheric windows avoiding the counterparts of telluric $CH_4$ absorptions if proper Doppler shifts betwen Earth and these planetary objects are provided. We are also expecting low-resolution (R~300) infrared spectra of Jupiter from the upcoming observations by JUNO's infrared $2-5{\mu}m$ spectrograph during the encounter with Jupiter approximately starting from July 4, 2016. Although the spectral resolution is not enough to resolve the $3-{\mu}m$ P, Q, R branch lines of CH4, the gross envelopes of the P, Q, R branches should yield information on rotational temperatures. The rotational temperatures are useful because theycan be regarded as local temperatures, as discussed by Kim et al. (2014). Since the $3-{\mu}m\;CH_4$ emission is mostly formed at micro-bar pressure levels, the derived rotational temperatures represent the local temperatures near the hompause of Jupiter. We discuss possible sciences from the derived homopause temperatures in the auroral and non-auroral regions of Jupiter.
We investigated the "tilting" of the Universe, i.e., a non-Doppler origin of the dipole moment of the cosmic background radiation (CBR). Superhorizon-sized isocurvature, rotational and true vacuum bubble perturbations are considered. We show that the more natural way of the "tilting" the Universe is via the true vacuum bubble perturbation. Nevertheless, due to the small filling fraction of the bubbles of viable extended inflationary models, we find that the probability of the real occurrence in the Universe is quite insignificant.
A rotational pulse-echo ultrasonic propagation imager that can inspect cylindrical specimens for material nondestructive evaluations is proposed herein. In this system, a laser-generated ultrasonic bulk wave is used for inspection, which enables a clear visualization of subsurface defects with a precise reproduction of the damage shape and size. The ultrasonic waves are generated by a Q-switched laser that impinges on the outer surface of the specimen walls. The generated waves travel through the walls and their echo is detected by a Laser Doppler Vibrometer (LDV) at the same point. To obtain the optimal Signal-to-Noise Ratio (SNR) of the measured signal, the LDV requires the sensed surface to be at a right angle to the laser beam and at a predefined constant standoff distance from the laser head. For flat specimens, these constraints can be easily satisfied by performing a raster scan using a dual-axis linear stage. However, this arrangement cannot be used for cylindrical specimens owing to their curved nature. To inspect the cylindrical specimens, a circular scan technology is newly proposed for pulse-echo laser ultrasound. A rotational stage is coupled with a single-axis linear stage to inspect the desired area of the specimen. This system arrangement ensures that the standoff distance and beam incidence angle are maintained while the cylindrical specimen is being inspected. This enables the inspection of a curved specimen while maintaining the optimal SNR. The measurement result is displayed in parallel with the on-going inspection. The inspection data used in scanning are mapped from rotational coordinates to linear coordinates for visualization and post-processing of results. A graphical user interface software is implemented in C++ using a QT framework and controls all the individual blocks of the system and implements the necessary image processing, scan calculations, data acquisition, signal processing and result visualization.
고속회전 시험장치를 이용하여 V 형태의 회전식 연료 노즐의 오리피스 직경에 따른 분사특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 시험장치는 고속 회전장치, 연료공급장치, 아크릴 케이스로 구성하였다. 분무 오리피스의 직경과 회전속도를 변화시켜가며 분무실험을 수행하였다. 분무입자의 크기 및 속도 측정은 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 시스템을 사용하였고, Nd-Yag Laser를 이용하여 분무특성을 가시화하였다. 실험결과, 분무오리피스의 직경이 커질수록 분무입자의 크기가 작아졌으며, 분무입자 크기가 가장 작은 값을 보이는 분무오리피스의 한계 직경이 존재하였다. 오리피스의 직경이 이 한계직경 보다 클 경우 분무입자의 크기는 더 이상 감소하지 않았다. 이것은 분무 오리피스의 직경이 한계직경보다 커질 경우 오리피스 내의 액막이 균일하게 분포하지 않기 때문으로 판단된다.
고속회전 시험장치를 이용하여 V 형태의 회전식 연료 노즐의 오리피스 직경에 따른 분사특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 시험장치는 고속 회전장치, 연료공급장치, 아크릴 케이스로 구성하였다. 분무 오리피스의 직경과 회전속도를 변화시켜가며 분무실험을 수행하였다. 분무입자의 크기 및 속도 측정은 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 시스템을 사용하였고, Nd-Yag Laser를 이용하여 분무특성을 가시화하였다. 실험결과, 분무오리피스의 직경이 커질수록 분무입자의 크기가 작아졌으며, 분무 오리피스의 직경이 2.6mm인 경우 최적의 분무형태를 보였다. 그러나 오리피스의 직경이 이보다 클 경우 분무입자의 크기는 더 이상 감소하지 않았다. 이것은 분무오리피스가 최적의 직경보다 커질 경우 오리피스내의 액막이 균일하게 분포하지 않기 때문으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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