질소분사 음향시험을 통한 충돌형(FOOF) 분사기의 안정성 평가에 관한 연구

Study on the Stability Test of Impinging(FOOF) Injector on $GN_2$ Purge Cold Flow Test

충돌형(FOOF) 분사기의 불안정 영역을 결정하기 위해 질소분사 음향시험을 수행하였다. 파이프와 오리피스 형상을 가지는 분사기 내 산화제 부분에서 유동속도에 비례하고, 비정상적으로 jumping하는 특정 주파수를 가지는 whistling이 발생한다. 동일한 조건의 연소시험과 비교해 본 결과 whistling 현상은 연소현상에는 영향을 주지 않는다. 질소분사 음향시험과 연소시험에서 얻은 연소실 내 1T1L mode의 damping factor를 비교하여 불안정 영역을 구해보면, 비슷한 조건에서 불안정 영역을 가진다. 이것은 유동의 충돌, 혼합에 의한 유동불안정 현상이 연소시험에서 연소불안정을 발생시키는 주요한 인자임을 의미 한다.

In the experimental study of $N_2$ purge cold flow test of impinging(FOOF) injector for determining of instability region, the whistling sound which has a specific frequency is generated. The frequency of whistling is proportional to the gas flow velocity in part of the oxidizer orifice and due to the coupling of the vibrating gas column and the natural frequency of pipe-orifice shape, the discontinuous jumping phenomena arises. The whistling phenomena have no effect on the combustion instability. Compared the damping factor of 1T1L mode with the hot fire test, the instability region of $N_2$ purge cold flow test is very much like that. It means that flow instability by impinging or mixing of jet is the main reason of combustion instability of impinging injector(FOOF) in the hot firing test.