Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회지)

The Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회)
권호 표지

A Numerical Study on Combustion-Stability Rating of Impinging-Jet Injectors Using Hot-Fire Simulation

연소해석을 이용한 충돌형 제트분사기의 연소 안정성 평가에 관한 수치적 연구

  • 최효현 (세종대학교 대학원 기계공학과) ;
  • 손채훈 (세종대학교 기계항공우주공학부)
  • Received : 2010.08.27
  • Accepted : 2010.10.07
  • Published : 2010.10.30
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Abstract

Combustion-stability rating of impinging-jet injector is conducted numerically using hot-fire simulation in a subscale chamber with the five-element injector head. A sample F(fuel)-O(dxidizer)-O-F impinging-jet injector is adopted. In this work, instantaneous chemical reaction is adopted for hot-fire simulation based on the assumption that mixing process of fuel and oxidizer streams is controlling. The model chamber was designed based on the methodologies proposed in the previous work regarding geometrical dimensions and operating conditions. The present stability boundaries are in a good agreement with air-injection and hot-fire experimental data. The proposed numerical method can be applied cost-effectively to stability rating of jet injectors when mixing of fuel and oxidizer jets is the dominant process in instability triggering.

충돌형 분사기가 장착된 모델 연소실에서 연소장 수치 해석을 이용하여 연소 안정성을 평가하였다. 충돌형 분사기로는 F(fuel)-O(oxidizer)-O-F형 분사기를 채택하였다. 본 연구에서는 연료와 산화제의 제트 혼합과정이 지배적이라는 가정하에 순간 화학 반응 모델을 채택하여 수치해석을 수행하였다. 선행 연구를 통해 제안된 방법론을 토대로 모델 연소실 형상이 설계되고 연소실 작동 조건이 결정되었다. 본 연구에서 제시한 방법을 토대로 얻은 연소 안정성 경계는 공기 분사 음향 실험과 연소 실험결과와 정성적으로 잘 일치하였다. 연료와 산화제의 분사와 혼합이 연소 불안정 유발에 지배적인 경우, 본 연구에서 제안된 수치해석 기법을 이용하여 효과적으로 분사기의 연소 안정성을 평가할 수 있다.

Keywords

References

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