• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.26 no.5
• /
• pp.11-23
• /
• 2022

For the design of the shortened ED(Expansion Deflection) nozzle, a numerical study of ED nozzle was performed according to the length reduction methods. The first method is to reduce the extension length of the ED nozzle with 80% bell nozzle length by 10%, 20% and 30%. The second method is to shorten the extension length by increasing the nozzle throat angle. Due to the increase in the curvature of the contour as the length shortened, the decrease in the nozzle exit velocity between the ED nozzle with 80% bell nozzle length and the ED nozzle in the first method was reduced, and the thrust become similar. The ED nozzle of the second method increased the thrust by increasing the nozzle exit velocity compared to the ED nozzle with 80% bell nozzle length.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.320-324
• /
• 2017

Effect of elliptical orifice on the spray characteristics of liquid jet ejecting into subsonic crossflows were experimentally studied. Circular/elliptical plain-orifice injectors, which had different ratios of the orifice length to diameter and major axis to minor axis, were used for transverse injection. Compared with the previous research, breakup lengths of elliptical nozzles are shorter than circular nozzles at all experimental condition. Cavitation/hydraulic flip are considered as a reduction in the breakup length at all circular/elliptical nozzle. In the case of liquid column trajectories, major axis which was placed to the crossflows, increases the frontal area of the liquid column exposed to the crossflows. Hence, the aerodynamic force exerted on the jet is increased and the penetration depth is reduced.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.194.1-194.1
• /
• 2016

방사성 폐기물의 운반이나 장기 보관 시 방사성 물질의 침출을 차단하기 위한 유리화 기술을 실현하기 위해 이송식 아크 플라즈마에 대해 전산해석을 수행하였다. 본 연구에서는 운전전류나 아크길이와 같은 운전조건 변화에 따른 열플라즈마의 특성 변화 뿐만 아니라 150 kW급 고출력 이송식 아크 플라즈마의 최적 설계를 위하여 핵심 부품인 파일럿 노즐의 길이와 직경 변화에 따른 예상 용융영역을 전산해석 하여 방사성 폐기물의 유리화 기술을 상업적으로 이끌어내는데 기초 자료를 제공하고자 하였다. 노즐직경은 4, 5, 6 mm로 변화시켰으며, 길이는 2, 4, 6mm로 하였다. 이러한 다양한 설계조건에 대하여 운전변수로는 전류 200 A, 방전 기체인 알곤의 유량 15 L/min, 아크 길이 2 cm로 고정하였다. 전산해석 결과 노즐직경이 작을수록 아크압축 효과에 의해 중심부에서 최고 온도가 높은 열플라즈마 제트를 발생시킬 수 있으나, 반경방향으로 온도구배가 커서 고온 구간이 급격히 감소하는 경향이 예상되었다. 반면 노즐직경이 증가할수록 아크 압축효과는 줄어들지만 반경방향으로 온도가 완만히 감소하여 콘크리트가 대부분인 유리화 대상물질을 충분히 용융시킬 수 있는 $2,600^{\circ}C$ 이상의 고온 면적이 넓어지게 될 것으로 예상되었다. 또한, 노즐길이가 줄어들 경우 아크방전의 안정성은 다소 떨어 질 수 있으나 수 있으나 고온의 열플라즈마 제트가 반경방향으로 효과적으로 넓어 질 수 있음이 예측되었다. 따라서 고온 영역의 확장 관점에서 이송식 아크 플라즈마 토치를 제작할 경우 아크의 안정성을 유지하는 범위 내에서 파일럿 노즐의 직경을 크게 하고 길이는 짧게 하는 것이 효과적인 유리화를 위해 유리할 것으로 예상되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.335-340
• /
• 2005

A study on the variation of combustion characteristics by injector geometries was conducted. Coaxial swirl injectors were used. Existence of swirl chamber and variation of a nozzle length become key parameters. Injectors were identified as open, closed and mixed type by existence of swirl chamber. Variation of nozzle length was made extruding the both nozzle along the axis while other design parameters remain the same. A uni-element combustor with ablative material liner and a water cooled nozzle made by oxygen free copper with outer stainless steel casing were used.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.35 no.12
• /
• pp.967-972
• /
• 2013

A MILD (Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustion, which is effective in the reduction of NOx, is considerably affected by the recirculation flow rate of hot exhaust gas to the combustion furnace. The present study used the MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. A numerical analysis was accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of coanda nozzle geometrical parameters, nozzle passage gap length, nozzle passage length, nozzle angle and expansion length. The optimal configuration of coanda nozzle for the best entrainment flow rate was gap length, 0.5 mm, expansion angle, 4o and expansion length, 146 mm. The nozzle passage length was irrelevant to the exhaust gas entrainement.

• Journal of the KSME
• /
• v.35 no.1
• /
• pp.36-45
• /
• 1995

주노즐내의 공기제트의 효율을 높이기 위해, 주노즐 제트 속도는 높을수록 높은 마찰력을 초래 하여 위사의 속도를 증가시킨다. 가속관의 길이가 증가하면 노즐출구에서의 공기의 속도와 난 류가 감소하며; 가속관의 직경이 증가할 때에는 공기속도가 감소하며 난류는 증가한다. 탱크압력, 가속관의 길이 등 유동조건에 따라 유동은 니들 끝과 가속관 출구에서 이중 초크(M=1)가 발 생할 수 있다. 에어가이드 직경과 노즐직경의 그 비율이 클수록 제트에 의한 유동의 비말동 반(entrainment)이 크게 된다. 실제 노즐직기내의 유동은 위사를 동반한 유동이므로 위와 같은 정성적인 설명에 위사의 물성치에 따른 고려를 반드시 하여야만 한다. 현장에서의 노즐설계는 노즐형상 자체의 영향은 물론 각종 위사의 물성치에 맞는 압축공기 압력 최적조건이 무엇인가를 찾는 일도 매우 중요하다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2002.04a
• /
• pp.44-45
• /
• 2002

일반적으로 노즐이나 오리피스로부터 방출되는 초음속 단일 자유제트 유동의 경우, 제트내부에서 발생하는 충격파 시스템이나, 제트경계의 형상 그리고 제트코어의 길이 및 초음속 영역의 길이 등은 종래의 연구로부터 비교적 잘 알려져 있다. 이들 연구에 의하면, 제트의 압력비가 어느 정도 증가하게 되면, 노즐 하류에서 제트내부에는 마하 디스크가 발생하게 되며, 제트유동은 압축과 팽창을 반복하는 구조로 된다. 또 노즐 출구로부터 마하 디스크까지의 거리와 마하 디스크의 직경 등은 노즐의 압력비의 함수로 주어진다고 알려져 있다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.34 no.6
• /
• pp.51-58
• /
• 2006

The spray characteristics of liquid jet injected into subsonic cross-flow were investigated experimentally. Spray trajectories were captured using CCD camera. Droplet sizes were measured using PDPA and Image Express. The nozzle diameter was 0.5 mm, and its length-to-diameter ratios (L/D) ran$4.11{\times}10^6$ged from 1.0 to 6.0. Experimental results indicate that the breakup point is delayed by increasing gas momentum ratio and the penetration length is decreased by increasing Weber number. At low injection angle(${\theta}$ < $90^{\circ}$), Weber number is dominant parameter for trajectories, but at high injection angle(${\theta}$ > $90^{\circ}$), L/D is dominant parameter for trajectories rather than Weber number.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.35 no.4
• /
• pp.281-286
• /
• 2007

The Navier-Stokes equations are numerically solved for a two-dimensional small nozzle with the area ratio of 1.8 between the throat and the exit. The shock structures are verified inside the nozzle and near the exit varying with the pressure ratio and the length of the diverging part, respectively. Especially the irregular patterns in the pressure distribution near the throat are analyzed based on the geometric characteristics. It is found that there are similar phenomena in the shock wave structure between the pressure ratio and the length changes. Also there exists a normal shock just between two different oblique shocks crossing each other in special cases.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.17 no.2
• /
• pp.94-104
• /
• 2013

A numerical analysis has been conducted to determine the pitch thrust vectoring characteristics of a two-dimensional convergent divergent exhaust nozzle for supersonic aircraft application. The numerical analysis was done by using Fluent and verified by the experimental test results. Analysis was performed with pitch angle of $0^{\circ}$ and $20^{\circ}$ each at the ambient temperature condition. To see the effect of a ratio of pitch flap length and pitch flap height, the ratio was varied from 0.5 to 2.5. The numerical analysis shows that pitch thrust is changed greatly with pitch flap length. The big difference of the pitch thrust with pitch flap length is due to the shock interactions in the nozzle.