• 제목/요약/키워드: 최연소

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하이브리드 로켓의 HTPB의 연소특성에 관한 연구 (A Study on Combustion Characteristic of HTPB in Hybrid Rocket)

  • 이정표;조성봉;김수종;김진곤;문희장;성홍계;최성한;장기원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.203-207
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    • 2007
  • 하이브리드 추진 시스템에서의 HTPB 연료의 연소특성에 관한 연구를 수행하였다. 본 실험에서는 연료는 HTPB, 산화제는 GOX를 사용하였다. 산화제의 유량은 직경이 다른 여러개의 쵸킹 오리피스로 제어했고, 산화제 공급 유량범위는 $13.8{\sim}42.7g/sec$ 이었다. 본 실험의 HTPB 결과와 외국의 연구 결과를 비교하였으며, PE와의 연소성능을 비교 분석하였다. 하이브리드 추진 시스템의 고체연료로서 HTPB가 PE보다 연소율 및 효율이 높음을 확인하였다.

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후연소 반응이 감소된 무연계 고체 추진제에 관한 연구 (The Study on Minimum Smoke Propellant to Reduce Afterburning Reaction)

  • 임유진;이종섭;박의용;최성한;유지창;조영
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.10-17
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    • 2013
  • 로켓의 노즐 외부에서 형성되는 플룸으로 인하여 발사 위치나 비행궤적이 노출 될 수 있는데, 본 논문에서는 플룸을 감소시킬 수 있는 고체 추진제의 후연소 반응 억제제에 대하여 연구 결과를 제시하였다. 후연소 방지제가 무연계 고체추진제의 내탄도 성능과 일차 연기에 미치는 영향을 분석하였으며, 후연소 반응 방지제로 $K_2SO_4$를 1.1% 적용하여 후연소 반응이 크게 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 $K_2SO_4$의 함량이 증가하면 압력지수가 미세하게 증가하며, 1차 연기의 발생량도 증가하므로 1.1% 이하를 사용해야 AGARD 기준으로 1차 연기 A등급에 부합되는 것으로 분석되었다.

연소안정성을 평가하기 위한 일렬형 다중 인젝터로 구성된 헤드의 매니폴드 유동해석 (Flow Analysis of a Engine Manifold with Multiple Injectors Arranged in a Row for Evaluation of Combustion Stability)

  • 최지선;유이상;신동해;박진수;고영성;김선진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.622-627
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    • 2017
  • 본 연구에서는 실물형 연소기와 동일한 연소 및 음향 공진 조건을 가질 수 있는 축소형 모델 연소기의 추진제 공급부 매니폴드의 수치해석을 진행하였다. 비원통형 연소기의 형상을 고려한 일렬형 다중 인젝터로 구성된 헤드를 대상으로 해석하였으며 매니폴드의 형상과 유입유로의 개수 및 형태에 따라 해석결과를 분석했다. 메인추진제의 매니폴드 형태는 재순환영역이 적고 제작이 용이할 수 있게 원형으로 구성하였다. 액체산소는 유동을 균일하게 공급하기 위해 distributor를 구성하였고 케로신은 직접 화염면이 닿는 곳이기 때문에 재순환영역을 최대한 줄이도록 방사형 $360^{\circ}$로 유입유로를 구성하였다. 액체질소 매니폴드는 분사기 근처의 속도차이를 줄이고자 방사형 유입유로로 구성하였다.

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CFD 기반 가스터빈 엔진 모사 코드 개발 (Development of Gas Turbine Engine Simulation Program Based on CFD)

  • 진상욱;김귀순;최정열;안이기;양수석;김재환
    • 한국추진공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.42-53
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    • 2009
  • 가스터빈 엔진을 모사하기 위한 프로그램을 2차원 CFD 코드를 기반으로 개발 하였다. 압축기와 터빈은 k-$\omega$ SST 난류 모델의 2차원 NS(Navier Stokes) 코드를 이용하였고, 연소기는 lumped method 화학 평형 코드를 바탕으로 완전 혼합 상태에서 연소효율 100%로 가정된 케로신 공기 반응의 생성물 중 대표적인 10종류를 몰분율을 계산, 당량비에 따른 연소기 온도를 예측하였다. 압축기, 터빈에서 로터의 회전에 의한 비정상 유동 현상은 mixing-plane 기법을 이용한 경계면 처리로 그 효과를 나타내었고, 압축기는 연소기로 온도 압력을 주고, 연소기는 터빈으로 온도와 질유량을 전달하나 압력의 변화가 없는 것으로 가정하였다. 이를 바탕으로 아음속 조건에서의 압축기 입구 조건과 터빈 출구 조건, 회전수, 연소기의 당량비를 주는 것만으로 엔진의 성능이 계산 될 수 있는 통합 코드를 구성하였다.

수소 내연기관의 흡기 냉각 방법에 따른 최고 출력 향상에 관한 연구 (Effects of Intake Gas Mixture Cooling on Enhancement of The Maximum Brake Power in a 2.4 L Hydrogen Spark-ignition Engine)

  • 김용래;박철웅;오세철;최영;이정우
    • 한국가스학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.11-18
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    • 2021
  • 수소는 동일한 공연비(AF ratio, Air-to-fuel ratio)에서 가솔린에 비해 점화에너지가 현격히 낮기 때문에, 희박한 혼합기 조건에서도 안정적으로 연소할 수 있는 장점을 가지고 있어 연소를 기반으로하는 내연기관에도 적용이 가능하다. 그러나 일부 연소조건에서 역화(Back-fire) 혹은 조기 점화(Pre-ignition)와 같은 이상 연소가 발생하기 쉬운 문제를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 엔진의 흡기(Intake gas mixture)를 구성하는 신기(Fresh air)와 수소 연료를 각각 냉각하여 공급함으로써, 역화를 최소화하여 최고 출력을 향상하는 연구를 진행하였다. 2.4 L급 전기점화(SI, Spark-ignition)엔진이 사용되었으며 수소는 포트분사 방식(PFI, Port Fuel Injection)으로 공급하였다. 신기의 온도는 터보차저가 장착된 상황에서 인터쿨러(Intercooler)를 이용하여 제어하였으며, 수소의 냉각은 칠러의 냉매와 열교환기를 통하여 직접 냉각 후 공급하였다. 그 결과 신기의 온도를 10~20 ℃가량 냉각시킬 경우 최고출력이 약 6.5~8.6 % 가량 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 수소를 -6 ℃까지 냉각하여 공급할 경우 마찬가지로 약 7.7 % 가량의 최고 출력을 향상할 수 있었다.

연소 반응기를 이용한 브롬 및 염소의 함량 측정에 관한 연구 (Characterization of bromine and chlorine in the closed combustion system)

  • 최기인;권덕준;배성진;이동훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.274-279
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    • 2011
  • 연소 반응기를 이용하여 고분자 물질에 함유된 할로겐 원소인 브롬과 염소를 정량하기 위한 조건을 연구하였다. 염소농도 측정의 경우, Mohr법이나 전위차 적정법을 이용한 경우가 산-염기 적정법을 이용한 경우보다 분석 데이터 간 편차가 낮게 나타났다. 또한, 연소 반응기에서 단계별로 포집한 용액에 대한 염소와 브롬 측정 결과, 두 원소 모두 증류수를 흡수액으로 사용할 때, 0.3 M NaOH 수용액을 사용할 때보다 더 높은 회수율을 보였으며, 흡수액/세척액에서의 농도가 가스상의 형태로 배출되는 농도에 비해 높은 것으로 나타났다. 한편, 브롬 함량을 측정할 때, 연소 반응기를 이용한 경우가 XRF나 연소-이온크로마토그래피를 이용한 경우에 비해 농도가 상대적으로 낮게 평가되는 것으로 나타났다.

축소형 액체로켓엔진에서 기체산소/케로신 및 기체아산화질소/에탄올 연소 분무의 비교 (Comparison between GOx/Kerosene and GN2O/Ethanol Reactive Spray in a Subscale Liquid Rocket Engine)

  • 최송이;신봉철;이건웅;김도헌;구자예;박동근
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.61-68
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    • 2015
  • 초임계 연소에 대한 기초연구로써 축소형 액체 로켓 엔진에서 기체산소/케로신, 기체아산화질소/에탄올 추진제 조합의 정상상태 연소의 분무를 관찰하고 비교하였다. 분무의 가시화에는 shadowgraph 기법을 사용하였으며 실험결과를 분석하기 위해 shadowgraph를 후처리하여 밀도구배강도 이미지를 사용하였다. 정상상태 연소압력이 동일한 조건에서 기체산소/케로신 추진제의 액체 제트 표면의 굴곡이 심하고 분사기 팁 근처에서 급격한 밀도구배를 보이는 것이 관찰되었다. 밀도구배강도의 평균 이미지에서 분무 중심 길이를 도출하였으며 더 낮은 운동량 플럭스 비 조건에서도 기체산소/케로신의 분무중심 길이가 더 짧은 것으로 나타났다.

PDE 기반 PGC 추진기관 시스템 연구 동향 (Research Activities on PGC Propulsion Systems based on PDE)

  • 김지훈;김태영;진완성;최정열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권10호
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    • pp.858-869
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    • 2014
  • 대부분의 항공우주 추진은 정압 Brayton 사이클에 기초하고 있으나 성능 향상을 위한 압력비 증가는 기계적 한계에 직면하고 있다. 지난 십여 년간 고속 추진에 적합한 연소방식으로 기대 받은 데토네이션 추진이, 최근에는 추진기관과 동력 장치의 열효율을 획기적으로 증대시켜 줄 수 있는 "game-changer"로 연구되고 있다. 즉, 데토네이션 파에 수반하는 강한 충격파의 압축 효과는 기존의 압축 방식에서 얻기 힘든 열효율을 증가시키는 것으로 여겨진다. 본 논문에서는 펄스데토네이션엔진의 최신 기술 동향과 더불어 정적연소에 기초한 압력증가연소 체계의 연구 동향에 대하여 소개할 것이다.

매트촉매 버너의 적외선 복사열전달 특성 (Infrared Radiative Heat Transfer Characteristics of Fiber Mat Catalytic Burners)

  • 송광섭;최정인
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권6호
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    • pp.1049-1055
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    • 2012
  • 화염 없이 연소가 일어나고 원적외선 복사열을 활용할 수 있는 매트 촉매버너를 제작하여 연소실험과 전열특성 분석을 수행하였다. 매트 촉매버너를 이용한 예혼합 연소실험에서 연소열의 9~17% 정도가 현열로 배출되었으며, 연소조건에 따라 차이를 보였다. 촉매버너와 시료 사이 거리증가에 따라 복사강도가 적어졌는데, 매트 촉매버너 아래에서 거리에 따라 변하는 복사에너지 흡수면적을 계산할 수 있는 수식을 유도하였다. 이 식을 멜라민 건조실험 결과와 비교하여 상관성이 있음을 보였다. 매트 촉매버너를 이용하여 멜라민, wood chip, 농산 pallet 등에 대한 건조실험을 수행하고, 이들의 건조속도로부터 에너지 이용효율을 계산하였다. 매트 촉매버너를 이용한 건조에서 최대 에너지 이용효율은 wood chip 건조에서 79% 정도까지 얻을 수 있었다.