Change of Piping-System Dynamics with Installation of Pogo Suppression Device

포고억제장치 설치에 따른 배관계 동특성 변화

The effectiveness of the pogo suppression device (PSD) on the response of the piping system simulating the fuel (or oxidizer) supply lines of the rocket engines was investigated. The system response defined as the ratio of the flow rate to the pressure in the main tube was obtained for various PSD gas volumes $((0\~2)\times10^{-3}m^3)$ and three different baffle hole diameters (5, 50, 115mm). Existence of a gas volume in the PSD reduced the system resonance frequency. With a larger gas volume, the resonance frequency became lower, but only slightly, while the fluctuations of the main tube pressure and the flow rate damped down considerably. The resonance frequency decreased with the increase of the PSD inlet restriction (or the decrease of the baffle hole diameter), though slightly. However, with a larger inlet restriction, the PSD pressure wave showed a delayed response with the smaller amplitude compared to the pressure variation in the main tube.

액체 연료 로켓의 연료 공급 라인을 모사 한 시스템에 대해, PSD가 시스템의 응답에 미치는 영향을 살펴보았다. 주관의 유량 변화에 대한 주관 압력 변화의 비(시스템 응답)를 PSD 내의 기체 체적$((0\~2)\times10^{-3}m^3)$과 PSD 배플의 직경(5, 50, 115 mm)을 변화시키며 살펴보았다. PSD 내에 기체가 있을 경우, 시스템의 고유진동 주파수가 작아짐을 확인하였다. 그리고 기체의 체적이 클수록 시스템 고유진동 주파수가 작아졌으나, 그 변화는 그리 크지 않았다. 또한 PSD 내 기체량이 많은 경우, 주관 내 압력 및 유량 변화의 진폭이 많이 감소함을 확인할 수 있었다. PSD 배플의 직경이 작아질수록 시스템 고유 진동 주파수가 작아졌으나 그 변화는 작았다. 또한 PSD 배플의 저항이 클 때, PSD 내 압력은 주관의 압력 크기보다 작고, 지연된 파형이 관찰되었다.