• 제목/요약/키워드: combustion test

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대향류 확산화염의 고온공기 연소특성에 관한 수치해석 (A Numerical Analysis of the Characteristics with High Temperature Air Combustion in Counterflow Diffusion Flame)

  • 조은성;히데아키 코바야시;정석호
    • 한국연소학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.9-14
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    • 2003
  • High temperature air combustion technology has been utilized by using preheated air over 1100 K and excessive exhaust gas recirculation. Numerical analysis was performed to investigate the combustion characteristics with high temperature deficient oxygen air combustion by adopting a counterflow as a model problem accounting for detailed chemical kinetics. Methane($CH_4$) was used as a test fuel and calculated oxidizer conditions were low temperature high oxygen (300K, $X_{O2}=0.21$) and high temperature low oxygen (1300K, $X_{O2}=0.04$) conditions. The latter case showed that the flame temperature is lower than the former case and its profile showed monotonic decrease from oxidizer to fuel side, without having local maximum flame temperature at high stretch rate. Also, heat release rate was one order lower and it has one peak profile because of low oxygen concentration and heat release rate integral is almost same for stretch rate. High temperature low oxygen air combustion shows low NO emission characteristics.

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내연기관의 연소실험을 위한 신형 급속 압축-팽창 장치의 개발 (Development of a New Rapid Compression-Expansion Machine for Combustion Test of Internal Combustion Engine)

  • 정남훈;배종욱
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제24권5호
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    • pp.69-75
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    • 2000
  • Investigators who study on combustion in the cylinders of reciprocating piston type internal combustion engines have been encountered embarrassments due to the difficulties of adjusting specific parameter without interfacing other parameters such as cylinder wall temperature, composition of gas in the cylinder, existence of cylinder lubricant etc. Rapid compression expansion machine, the position and speed of piston of which are able to be controlled by means of a system controlled electrically, and actuated hydraulically could be utilized as one of the most preferable countermeasures against those difficulties. Several units of rapid compression expansion machines were developed but the speed up of frequency of piston movement still is the problem to be improved to copy with actual speed of internal combustion engines. Authors designed and manufactured a new rapid compression-expansion machine electrically controlled, hydraulically actuated, and computer programed and then examined the performance of one. Results of a set of experiments revealed acquirements of certain improvement on frequency of piston movement preserving the stability of system response and reproducing accurate compression ratio of cylinder, those are the key function for the in-cylinder combustion experiments on internal combustion engines.

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마하 5 스크램젯 엔진 모델의 연소 시험 (Combustion Test of a Mach 5 Scramjet Engine Model)

  • 양인영;이양지;김영문;이경재
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.9-14
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    • 2013
  • 수소를 연료로 사용하는 마하 5 스크램젯 엔진 모델에 대해 불어내기식 시험 설비를 사용해 연소 시험을 수행했다. 두 가지 모델 형상에 대해 각각 연료가 없는 경우와 두 가지 당량비로 연료를 공급한 경우를 시험했다. 모델 내부의 벽면 정압력을 측정해 시간에 대한 데이터와 시간 평균한 공간적 데이터 분포를 사용해 모델 내부의 유동과 연소 현상을 분석했다. 모델 길이가 짧은 경우는 두 가지 당량비 모두에서 초음속 연소가 일어났다. 모델 길이가 긴 경우는 낮은 당량비에서는 초음속 연소가, 높은 당량비에서는 열질식이 발생하면서 아음속 연소가 일어났다. 이 때 흡입구 불시동은 발생하지 않았다.

액체산소/기체메탄 추진제를 사용하는 동축형 스월 인젝터의 성능 및 점화특성 (Performance and Ignition Characteristics of a Coaxial Swirl Injector using LOX-$GCH_4$ Propellant)

  • 김도헌;이인철;김진곤;구자예;박영일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.72-76
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    • 2010
  • 초저온 추진제를 사용하는 액체로켓용 인젝터의 개발을 위해서는 수류시험과 더불어, 연소시험을 통한 성능검증, 점화 cyclogram의 최적화 및 내부연소 유동장에 대한 열-유체역학적 특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 대학실험실 급에서 운용할 수 있는 범위의 가압식 초저온 추진제 공급 및 제어장치를 이용하여, LOX-$GCH_4$를 추진제로 하는 동축형 스월 인젝터의 연소시험을 수행하였다. 점화 cyclogram 최적화를 통해 O/F ratio 약 2.80, 총질량유량 약 0.19 kg/s의 LOX-$GCH_4$ 추진제를 점화 및 연소시켰고, 연소실 압력은 1.43 MPa, 추력은 38.7kgf으로 측정되었다.

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과산화수소-케로신 엔진을 이용한 지상 및 고고도 추력에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Thrust of Ground and High Altitude by Hydrogen Peroxide/Kerosene Engine)

  • 이양석;김중일
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.100-106
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    • 2019
  • 고농도 과산화수소와 케로신을 추진제로 하는 액체 로켓 엔진을 이용하여 수직형 연소 실험대에 고고도 모사용 디퓨저와 기 검증된 추력 측정 장치를 장착하여 지상 및 고고도 모사 연소 실험 설비를 구축하였으며, 고도에 따른 추력 특성을 고찰하였다. 선행으로 고고도 모사용 디퓨저의 특성 및 시동압력을 검증하기 위하여 1:4.8 스케일로 축소한 디퓨저를 설계 및 제작하였다. 축소형 디퓨저는 질소 가스를 이용하여 cold flow test를 수행하여 성능 및 시동 특성을 확인하였으며, 그 결과 연소 실험용 디퓨저의 성능 안정성과 시동 특성을 확보하였다. 수직형 연소 실험대에 고고도 모사용 디퓨저와 추력 측정 장치를 장착하고, 시스템 저항에 대한 추력 보정식을 도출하였다. 추력 보정식은 실제 연소 실험 전에 수행한 추력 단계별 실험과 진공 단계별 실험을 통하여 도출하였다. 작동 고도가 10km인 노즐을 설계, 제작하여 지상 연소 실험 및 고고도 모사 연소 실험을 수행하여 작동 고도 변화에 따른 추력 특성을 분석하였다. 추력 측정 장치에서 계측한 추력값을 이용하여 실제 추력을 각각의 보정식을 이용하여 계산하였다.

고온 연소가스를 이용한 고공 환경 모사용 디퓨저 실험장치 연구 (An Experimental Study of a Diffuser Test Rig for Simulating High-Altitude Environment by using Hot)

  • 양재준;이양석;김유;고영성;김용욱;김춘택
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.31-34
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    • 2007
  • 본 연구는 고온의 연소 가스를 이용하여 고공 환경 모사용 초음속 디퓨저의 성능을 파악하는 것이다. 실험 장치는 크게 액체로켓 연소실, 진공 챔버, 냉각수 링 및 디퓨저로 구성되어 있다. 먼저 연소실험 전에 고압의 질소가스(30barg)와 진공 펌프를 이용하여 액체로켓 엔진과 디퓨저의 기밀시험을 수행 하였다. 제작된 디퓨저를 포함한 시험 리그의 기밀테스트 결과, 고압 조건 및 진공압 조건에서 모두 누설이 없이 양호하였다.

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IPPT, SQT에서의 엔진부 비상정지 시스템 설계 및 운용 (Design and Application of Emergency Blockage System for Engine Part at IPPT and SQT)

  • 하성업;이중엽;정태규;한상엽
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.44-53
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    • 2003
  • KSR-III의 추진시스템 종합성능시험과 단인증시험을 위한 수직형 연소시험시설이 구축되었다. 이러한 시험은 발사체에 준하는 단품을 사용하는 시험으로, 상대적으로 낮은 수준의 안전율 하에서 시험이 진행되게 된다. 이에 연소시험 안전대책의 하나로 엔진부에 대한 비상정지 시스템이 검토되었으며, 정확하고 빠른 판단을 위하여 연소실 압력과 가속도신호를 사용하는 비상정지 시스템이 구축되었다. 이러한 측정변수를 통하여 점화지연 및 실패, 소화, 추진제 공급상태, 불안정 연소, 구조물 과도진동 등을 감시할 수 있었으며, 이상 상황인지 후 빠르게 시험을 중단할 수 있었다. 이처럼 빠른 판단과 후속조치로 시험의 안전을 확보할 수 있었으며, 목적한 개발시험을 안전하게 마칠 수 있었다.

70 N급 하이드라진 추력기의 연소실 압력진동 강도와 추력 응답특성의 상관관계 (A Correlation between the Pressure Oscillation of Combustion Chamber and Thrust Response in a 70 N-class Hydrazine Thruster)

  • 정훈;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.1-8
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    • 2015
  • 70 N급 단일액체추진제 추력기 개발모델의 연소실 압력진동 강도와 추력응답특성이 갖는 상관도 도출을 위해 지상연소시험을 수행하였다. 단일추진제급 하이드라진이 연소시험용 추진제로 선정되었고, 연소실의 특성길이와 추진제 분사압력이 시험변수로 적용되었다. 시험조건 내에서의 추력실 직경 및 추진제 분사압력의 감소는 정체실의 압력진동을 증대시키고, 압력진동은 시험모델의 펄스 응답성능을 저해하는 요소로 작용하는 것이 확인되었다.

액체로켓 연소실 냉각에 관한 실험적 연구 (An experimental study on the liquid rocket combustion chamber cooling)

  • 김병훈;박희호;정용갑;김유
    • 한국추진공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.1-7
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    • 2001
  • 매우 높은 연소가스로부터 연소실을 보호하기 위하여 액체로켓에서는 재생냉각방법을 폭넓게 이용하고 있다. 재생냉각을 통한 로켓엔진의 냉각을 매우 효과적인 방법이지만, 이를 개발하기 위해서는 정확한 해석과정, 제작기술 등이 필요하다. 한다. 실제 소형 로켓엔진에 재생냉각을 이용한 엔진 냉각의 가능성을 확인하기 위하여 설계, 제작된 로켓으로 연소실험을 진행하였다. 실험에 사용한 연소실은 coolant passage 3 mm, 벽 두께 1 mm, stainless 304로 제작하였다. 최대연소압과 연소시간은 각각 400 psi와 60 sec이고, coolant 유량은 2 kg/s에서 0.12 kg/s까지 감소시키면서 실험하였다. 연소시험후 육안으로 검사한 결과 연소실에서 특별한 이상은 발견되지 않았다.

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