• 제목/요약/키워드: High-pressure Swirl Injector

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토모그래피 기법을 이용한 고압 조건에서의 스월 분사기의 분무 분포 계측 (Measurement of Spray Distribution of Swirl Injector by Tomography Method at High Pressure Condition)

  • 박구정;조성호;정재묵;김태성;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.66-71
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    • 2011
  • 고압의 주위 압력 영역에서 토모그래피 기법을 이용하여 분무의 단면을 계측하였다. 구성된 분무 단면은 간접촬영방법을 이용한 이미지와 함께 비교되어 분무 단면의 크기를 확인하였고 토모그래피에 의해 재구성된 단면의 경계를 설정할 수 있었다. 이를 통해 고압의 주위 압력 영역에서도 토모그래피를 적용하여 분무를 구성할 수 있다는 것을 확인하였다.

Spray Characteristics of the Rocket Oxidizer-rich Preburner Injection System

  • Yang, Joon-Ho;Choi, Seong-Man;Han, Young-Min
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.255-259
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    • 2008
  • This paper presents the spray characteristics of the oxidizer rich preburner injector which can be used in the high-thrust rocket system. We designed the basic shape of the liquid-liquid coaxial swirl injector for the rocket oxidizer rich preburner injection system. To understand the spray angle variation with the high pressure environment, the spray visualization in the high pressure chamber was preformed. Also we measured the droplet velocity, the Sauter Mean Diameter(SMD), the volume flux and the number density with the PDPA system by using water in atmospheric pressure. The results show that the spray angle is reduced by increasing ambient pressure and maximum droplet velocity is shown from a nozzle tip and then the droplet velocity decreases as a spray moves to the downstream. The SMD decreases on the axial distance from 20 mm to 50 mm but it increases over 50 mm. That is due to the increasing number of collision with each droplet and interaction with ambient air on going downstream direction.

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고압환경에서 동축 스월 분사기 분무 특성에 대한 수치적 해석 (Numerical Analysis for Characteristics of Coaxial Swirl Injector in High-Pressure Environment)

  • 문윤완;설우석;김동준;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.131-134
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    • 2007
  • 본 연구에서는 상압환경에 적용되었던 액막 분열 모델을 고압환경에 적용하였다. 실험에서 주위압이 고압으로 진행할수록 액막의 분열길이는 짧아지는데 개발된 액막 분열 모델은 이러한 경향을 잘 예측하는 것으로 나타났으며 분무 형상도 정성적으로 실험결과와 일치하는 것으로 나타났다.

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고압환경에서의 기체-액체 분사기 분무 특성 연구 (Spray Characteristics of Gas-centered Swirl Coaxial(GCSC) Injector in High Pressure Condition)

  • 김종규;한영민;배태원;최환석;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.5-8
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    • 2010
  • 본 논문에서 연구하고자 하는 분사기는 다단 연소 사이클 엔진 연소기에 적용하는 분사기이다. 본 분사기에서 연료는 접선홀을 통해 와류 형상으로 분무되며, 예연소기에서 생성된 산화제 과잉 가스는 중앙에서 jet의 형태로 공급된다. 이러한 기체-액체 분사기의 상압/고압환경에서의 분무특성 및 분사기의 리세스에 따른 분무특성의 차이를 알아보았다. 이러한 결과들은 향후 다단 연소 사이클 엔진 개발의 기본 데이터로 활용될 수 있을 것이다.

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이중와류 분사기를 적용한 고압 모델 연소기의 연소 특성 연구 (Combustion Characteristics of Double Swirl Coaxial Injector in High Pressure Thrust Chamber)

  • 서성현;이광진;한영민;김승한;김종규;설우석
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.54-60
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    • 2004
  • 로켓 엔진 분사기 성능에 주요한 영향을 미치는 설계 인자 파악을 위해 이중 와류 동축형 분사기의 연소 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 본 시험에서 적용한 강제 냉각 구리 노즐은 모델 연소기를 재 사용할 수 있도록 하였다. 연소 특성에 큰 영향을 미치는 함몰 길이 변화에 따른 연소 특성 변화 파악을 위해 두 가지 종류의 분사기가 제작되어 시험에 사용되었다. 함몰 길이의 변화는 분사기의 연소 시험 시 수력학적 특성뿐만 아니라 연소 효율에 많은 영향을 미치는 것으로 파악되었다. 함몰 계수가 2인 경우 내부 혼합이 이루어지며 이는 함몰 계수가 1인 경우에 대비하여 연소 효율이 증가하며, 안정된 연소 특성을 보였다 그러나 동일한 추진제 유량을 분사하기 위해 요구되는 압력 차이가 내부 혼합이 이루어지는 경우 상대적으로 상승하는 것으로 밝혀졌다.

수력파동에 의한 분무변화 및 저주파 연소불안정에의 영향 예측 (The change of spray characteristics on hydraulic acoustic wave influence and prediction of low combustion instability)

  • 김태균;이상승;윤웅섭
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.152-160
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    • 2004
  • Studies to investigate the influence on hydraulic acoustic wave were conducted using pressure swirl atomizer under making frequency range from 0 to 60Hz using water as a propellant. Pressure oscillation from hydraulic sources gives a strong influences on atomization and mixing processes. The ability to drive these low frequency pressure oscillations makes spray characteristics changeable. The effect of pressure perturbation and its spray characteristics showed that low injector pressure with pressure pulsation gives more significantly than high injector pressure with pressure perturbation in SMD, spray cone angle, breakup length. Moreover, this data could be used for prediction of low combustion instability getting G factor.

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고압스월분무 액막유동의 초기 발달과정에 대한 연구 (The Initial Film Flow Development of the High-Pressure Swirl Spray)

  • 문석수;;최재준;배충식
    • 한국분무공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.212-219
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    • 2006
  • The initial film flow development of the high-pressure swirl spray was investigated at different injector operating conditions to analyze film flow development and to provide the input data for the modeling works. This result can be also useful to verify the previously simulated results. The initial flow conditions such as liquid film thickness, flow angle and flow divergence are obtained by visualizing the inside and near the nozzle flow with a microscopic imaging system. The visualized images are quantified using an image processing tool. From the information of liquid film thickness and flow angle, the initial axial and tangential velocity and the swirl number of the swirl spray are successfully determined at various operating conditions. The experimental results showed that the initial liquid film thickness, flow angle and flow divergence are remained constant when the injection pressure is increased. However, initial film conditions are severely changed when the fuel temperature is increased. The swirl number remained constant when the injection pressure is increased while it showed increased value at high fuel temperature condition.

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토모그래피 기법을 이용한 스월 인젝터의 분무 분포 계측 (Measurement of Spray Distribution of Swirl Injector by Tomography method)

  • 박구정;조성호;정재묵;김태성;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.39-44
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    • 2011
  • 고압의 주위 압력 영역에서 토모그래피 기법을 이용하여 분무의 단면을 구성하였다. 구성된 분무 단면은 Indirect Photography method를 이용한 이미지와 함께 비교되어 분무 단면의 크기를 확인하였고 토모그래피에 의해 재구성된 단면의 경계를 설정할 수 있었다. 이를 통해 고압의 주위 압력 영역에서도 토모그래피를 적용하여 분무를 구성할 수 있다는 것을 확인하였다.

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임계조건에 따른 기체중심 스월 분무의 가시화 시험 (Visualizations of Gas-centered Swirl Sprays in Sub to Super Critical Conditions)

  • 김도헌;이건웅;손민;구자예
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.26-33
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    • 2014
  • 기체중심 스월 인젝터는 대형 액체 로켓 엔진의 주연소기로 광범위하게 사용되고 있다. 케로신과 산소과잉 가스와 같은 기체-액체 추진제들은 임계 압력 이상의 높은 압력 조건에서 혼합, 연소되므로 대기조건에서의 비연소 분무실험은 실제적인 분무 거동을 정확히 재현할 수 없다. 기체중심 스월 인젝터에서 실제 조건과 유사한 분무 패턴을 관측하기 위해서, 고압 챔버와 제어 시스템이 구성되었고 선명한 가시화 결과를 얻기 위하여 실험 과정이 정밀하게 제어되었다.

Quantifying the Variation of Mass Flow Rate generated in a Simplex Swirl Injector by the Pressure Fluctuation for Injector Dynamics Research

  • Khil, Tae-Ock;Kim, Sung-Hyuk;Cho, Seong-Ho;Yoon, Young-Bin
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.218-225
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    • 2008
  • When the heat release and acoustic pressure fluctuations are generated in the combustor by irregular combustion, these fluctuations affect the mass flow rate of the propellants injected through the injectors. Also, the variations of the mass flow rate by these fluctuations again bring about irregular combustion and furthermore that is related with combustion instability. Therefore, it is very important to identify the mass variation for the pressure fluctuation on the injector and to investigate its transfer function. So, we first have studied quantifying the variation of mass flow rate generated in simplex swirl injector by injection pressure fluctuation. To acquire the transient mass flow rate in orifice with time, we have tried to measure of the flow axial velocity and liquid film thickness in orifice. The axial velocity is acquired through theoretical approach after measuring the pressure in orifice and the flow area in the orifice is measured by electric conductance method. As results, mass flow rate calculated by axial velocity and liquid film thickness measuring in orifice accorded with mass flow rate acquired by direct measuring method in the small error range within 1 percents in steady state and within 6 percents as average mass flow rate in pulsated state. Hence this method can be used to measure the mass flow rate not only in steady state but also in unsteady state because the mass flow rate in the orifice can acquire with time and this method shows very high accuracy based on the experimental results.

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