• Journal of the KSME
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• v.57 no.11
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• pp.39-43
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• 2017

최근 정부의 친환경 에너지 정책에 따라 고효율 가스 복합 발전이 기존의 석탄 화력 복합 발전을 대체하는 추세에 있다. 발전용 가스터빈의 효율 향상에 따라 터빈 입구온도는 현재 $1,600^{\circ}C$에 이르러 가스터빈의 냉각 부하가 크게 증가되어 고온에서의 가스터빈 냉각 기술이 더욱 중요하게 되었다. 이 글에서는 고온에서 가스터빈 공기냉각 기구를 개발하고 냉각 성능 평가에 필요한 고온 풍동 시험설비 및 측정기술을 간략하게 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.5
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• pp.115-124
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• 2018

Thermal protection materials (TPMs) are very crucial for the survival of any re-entry space vehicles. One of the systems used for rigorous validation of TPMs is an enhanced Huel type segmented arc-heated plasma wind tunnel. A 0.4 MW class arc-heated plasma wind tunnel has been constructed at Chonbuk National University which is capable of producing high enthalpy supersonic flow. In this paper we have studied the characteristics of plasma flow according to power and mass flow parameters.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.539-539
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• 2012

전북대학교 고온플라즈마 응용연구센터는 교육과학기술부 기초연구사업 중 고가연구장비 구축사업의 일환으로, 고 엔탈피, 초음속 유동 환경을 모사하여, 항공우주, 군사기기, 핵융합 분야 등의 고온 재료 개발을 위한 기초 연구 장치로써, 0.4MW급 플라즈마 풍동 장치를 구축하고 있다. 0.4MW 플라즈마 풍동 장치의 플라즈마 발생부는 DC 전원 공급장치와 디스크 형태의 양극과 음극 사이에 동일 형태의 간극을 삽입한 0.4MW급 분절형 아크 플라즈마 토치로 구성되었으며, 토치에서 발생된 아크 플라즈마는 노즐을 통과하며 마하 2~4의 초음속을 나타내도록 설계 제작되었다. 시험 챔버는 노즐에서 나온 초음속 플라즈마의 특성 및 재료 시험을 위한 3차원 이송식 기판이 장착되어 있으며, 고 엔탈피 유동을 관측하기 위한 광학창을 구비하였다. 시험 챔버 하류에는 유동 안정을 위한 디퓨저(diffuser)가 설치되어 있으며, 디퓨저(diffuser)로부터 배출되는 고온가스는 열교환기를 통해 냉각된 후 진공펌프를 통해 대기로 배출되게 된다. 장치의 압력조절을 위하여 $1,000m^3/min$의 용량의 진공펌프 시스템이 설치될 예정이며 가스공급장치, 냉각수 공급장치, 디퓨져, 열교환기는 1MW급 용량으로 설계 제작되었다. 본 장치는 400kW의 전원 공급, 15 g/s의 공기유량 주입 시 약 13 MJ/kg의 고엔탈피를 가진, mach 2~4의 초음속 유동을 나타내는 것을 특징으로 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.222.1-222.1
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• 2016

전북대학교 고온플라즈마응용센터에 구축된 0.4 MW 급 분절형 아크 가열 풍동은 초음속 비행과 우주 비행체의 지구 재진입 조건에서의 유사한 환경 모사가 가능하다. 극한상황에서의 고엔탈피 플라즈마 유동은 내열재료의 삭마 거동 연구와 고온재료의 성능평가에 중요한 역할을 수행 할 수 있다. 이러한 고엔탈피 초음속 플라즈마 유동장의 플라즈마 특성 평가 및 진단은 플라즈마와 내열재료의 상호작용 연구에 중요한 변수를 갖는다. 이를 위해 열유속 탐침, 쐐기 탐침, 고속 카메라 및 광분광기 등의 측정장비를 사용하여 열유속, 초음속 플라즈마의 속도, 플라즈마의 방전특성을 관찰하였다. 본 실험에서 사용된 분절형 아크 토치는 마하 3의 속도 유지하기 위해 토치 내부 압력 4 bar, 반응기 압력 40 mbar를 유지하였다. 토치에 공급되는 Ar(5%)+Air(95%)의 방전기체의 유량은 15 g/s 로 토치에 주입 되었다. 또한, 플라즈마 토치에 가해지는 입력전류는 200A ~ 350A로 10MJ/kg 이상의 엔탈피를 갖는 초음속 플라즈마 유동을 형성하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.20 no.11
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• pp.3695-3705
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• 1996

We designed the hot wind tunnel to reproduce the conditions of utility boiler and carried out its performance test, in order to investigate the particulate two-phase flow behaviour, the fouling and heat transfer characteristics to the heat exchanger. The hot wind tunnel introduces the control system to control the temperature in the test section. The particle is injected into the hot gas stream. The fouling probe (cylindrical tube) is positioned normal to the particulate gas-particle two-phase flow and cooled by the air. The temperature of gas and cooling air, and temperature in the fouling probe are measured as a function of time, giving the local and averaged heat transfer and fouling factor. The shape of particulate deposition adhered to the fouling probe is also observed.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2001.04a
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• pp.35-38
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• 2001

The aerothermodynamic characteristics of SCRamjet engine for the airbreathing populsion system of the next generation flight vehicle are described. As the flow is passing by, combustion caused the total pressure loss and the Mach number decrease, but nozzle exit velocity is large enough to produce net thrust. To simulate supersonic combustion test, preliminary design of ground-based blowdown type supersonic combustion tunnel is attained. Minimum allowable operating pressure and mass flow rate are calculated for the design Mach number of 2.5 at the test section of a supersonic combustion tunnel.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.764-767
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• 2010

The high enthalpy plasma research center in Chonbuk national university is under construction for MW class plasma wind tunnel. Four types of plasma equipment will be installed in the research center. The equipments are 1set of 0.4 MW class enhanced Huels type plasma equipment, 1 set of 2.4 MW class enhanced Huels type plasma equipment, 1 set of 60 kW RF plasma equipment and 1 set of 200 kW RF plasma equipment. And electrical, water and gas utilities to assistant plasma equipments are under construction. The research center consists of experiment building, research building, power supply building, air supply building, cooling tower foundation.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.12
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• pp.1048-1053
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• 2015

Ablative materials in a thermal protection system for atmospheric re-entry suffers from the most severe heat fluxes and temperatures, which induces surface recession in the thickness direction. In this paper, a 0.4MW arc-heated wind tunnel is operated to test for ablative materials, and a non-contact three-dimensional surface measuring system is used to evaluate the different surface characteristics of them. In particular, by postprocessing the three-dimensional image data, the surface roughness and recession of ablative materials can be calculated before and after the wind tunnel test. Moreover, the surface properties are analyzed quantitatively by comparing volume and mass losses of the test specimens.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.784-785
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• 2010

The high enthalpy plasma research center in Chonbuk national university is under construction for MW class plasma wind tunnel. Four types of plasma equipment will be installed in the research center. The equipments are 1set of 0.4 MW class enhanced Huels type plasma equipment, 1 set of 2.4 MW class enhanced Huels type plasma quipment, 1 set of 60 kW RF plasma equipment and 1 set of 200 kW RF plasma equipment. And electrical, water and gas utilities to assistant plasma equipments are under construction.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.8
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• pp.652-661
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• 2018

It is necessary to resolve the absolute velocity as well as Mach number to reflect the high temperature effect in high speed flow. So this region is classified as high enthalpy flows distinguished from high speed flows. Many facilities, such as arc-jet, shock tunnel, etc. has been used to obtain the high enthalpy flows at the ground level. However, it is difficult to define the exact test condition in this type of facilities, because some chemical reactions and energy transfer take place during the experiments. In the present study, a quasi 1D code considering the thermochemical non-equilibrium effect is developed to effectively estimate the test condition of a shock tunnel. Results show that the code gives reasonable solution compared with the results from the known experiments and 2D axisymmetric simulations.