막냉각량에 따른 축소형 칼로리미터의 열유속 특성에 관한 연구

Film cooling Effects on Wall Heat Flux of a Subscale Calorimetric Combustion Chamber

  • 김종규 (한국항공우주연구원 연소기팀) ;
  • 임병직 (한국항공우주연구원 연소기팀) ;
  • 서성현 (한국항공우주연구원 연소기팀) ;
  • 한영민 (한국항공우주연구원 연소기팀) ;
  • 김홍집 (한국항공우주연구원 연소기팀) ;
  • 최환석 (한국항공우주연구원 연소기팀)
  • 발행 : 2006.12.30

초록

막냉각량과 작동점의 변화에 따른 축소형 칼로리미터의 열유속 특성을 실험과 해석을 통해 알아보았다. 칼로리미터의 실린더 부분은 8개의 채널로, 노즐부는 11개의 채널로 구성되어 있다. 설계점 연소시험 시 막냉각량이 전체 연료유량의 10.5%일 때 노즐목에서의 열유속은 막냉각이 없을 때보다 약30% 감소하였다. 또한 막냉각이 없을 경우, 고압-고혼합비 조건 연소 시험 시 노즐목에서의 열유속이 설계점 시험 시보다 약 31% 증가함을 보였다.

The effects of the changes of a film cooling mass flow rate and operating conditions on wall heat flux characteristics of a subscale calorimetric combustion chamber were investigated by experiment and numerical analysis. At the nominal operating condition, with the film cooling mass flow rate being 10.5 percent of a main fuel mass flow rate, maximum heat flux at the nozzle throat was measured to be 30 percent lower than that without the film cooling. For the relatively higher mixture ratio and chamber pressure condition, maximum heat flux at the nozzle throat was increased by 31 percent compared to that of the nominal condition test without film cooling.

키워드

참고문헌

  1. Huzel, D. K. and Huang, D. H., "Modern Engineering for Design of Liquid-propellant Rocket Engines," AIAA, Vol. 147 Progress in Astronautics & Aeronautics, 1992
  2. 조원국, 류철성, 정용현, 이광진, 김승한, 이수용, "추력 2톤급 축소형 칼로리미터 개발," 유체공학학술대회, 2004
  3. 이광진, 한영민, 김승한, 김종규, 김인태, 최환석, 설우석, "막냉각 링을 사용한 축소형 연소기의 연소성능시험," 제6회 우주발사체기술 심포지움, 4. 2005
  4. Fluent user's manual, 2000
  5. 조원국, 문윤완, "축소형 칼로리미터의 냉각성능 해석," 한국추진공학회지, 제7권 3호, 2003, pp.8-14