• 제목/요약/키워드: film-cooling

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막냉각량 및 작동점 변화가 액체로켓 칼로리미터의 열유속에 미치는 영향 (Parametric Study on Heat Flux Characteristics of a Sub-scale Calorimeter)

  • 김종규;이광진;서성현;한영민;최환석;조원국
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.346-350
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    • 2005
  • 연소압 50bar 이상의 연소조건에서 반복 사용이 가능하도록 제작된 물냉각형 칼로리미터에서 막냉각량 및 작동점의 변화 시 열유속의 특성을 알아보았다. 분사기 헤드와 칼로리미터 사이에 12개의 오리피스를 갖는 막냉각 링이 삽입된다. 칼로리미터는 연소실부와 노즐부로 구성되어 있으며, 총 19개의 냉각 채널로 구성되어 있다. 설계점 연소시험 시 막냉각량이 주 연료의 10.5% 유량일 때, 막냉각량이 없는 경우보다 노즐목에서의 최대 열유속은 약 30% 감소되었고, 막냉각량이 없는 경우, 탈설계점(OD3)이 설계점에 비해 노즐목에서의 최대 열유속이 약 31% 증가 하였다.

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물냉각 고압 축소형 연소기의 설계 및 연소시험 (The Design and Hot-firing tests of a Water-cooled High Pressure Sub-scale Combustor)

  • 이광진;김종규;임병직;안규복;서성현;한영민;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.1-6
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    • 2007
  • 연소기의 성능 향상 연구를 위해 3톤급 고압 축소형 연소기를 설계 제작하였다. 이 연소기는 하드웨어의 열적 손상을 방지하기 위해 막 냉각 및 열차폐 코팅 그리고 축방향 물냉각이 적용된 연소실과 37개의 동축 와류형 분사기를 갖는 연소기 헤드로 구성된다. 연소시험은 막 냉각 유량변화에 따라 설계점에서 수행되었고 시험결과 막 냉각 유량의 증가는 연소성능의 감소를 가져오지만 비슷한 막 냉각 유량이 적용된 시험의 경우 막 냉각 유량을 제외한 주 분사기의 혼합비에 따라 연소성능이 결정됨을 알 수 있었다.

터빈 블레이드 형상 곡면에서의 막냉각 효율 특성 (The Characteristics of Film-Cooling Effectiveness on a Turbine-Blade-Shaped Surface)

  • 윤순현;류원택;김동건;김대성;김귀순
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권3호
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    • pp.384-393
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    • 2002
  • The effects of hole expansion angle and the arrangement of nozzles on a film cooling system for a turbine-blade-shaped surface were experimentally investigated. Liquid crystal with flue-temperature correlation and an image processing system were employed to evaluate surface temperature. Distributions of cooling effectiveness were then presented to figure out the change of heat transfer characteristics with different geometric conditions of cooling-holes. It was found thats the averaged cooling efficiency on the suction surface was maximum with 10 degree of the cooling hole expansion angle. It was also shown that the averaged cooling efficiency on the pressure surface and the averaged cooling efficiency for dual array case were not affected by the hole expansion angle.

재순환 영역이 램제트 연소실에서의 열전달 특성에 미치는 영향 (Heat Transfer Characteristics under Recirculation zone of Ramjet Combustor)

  • 이건우;오민근;함희철;황기영;조형희
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.9-17
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    • 2007
  • 본 연구에서는 램제트 연소실에서의 재순환 유동이 슬롯 막냉각에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 램제트 연소실 입구의 경사진 확장면 돌출부에 의해 발생된 재순환 유동이 다단 슬롯 중 첫 번째 슬롯에 영향을 미치도록 실험 장치를 구성하여, 슬롯 출구 하류에서의 속도장, 온도장 및 단열 막냉각 효율을 측정하였다. 재순환 유동의 영향에 들어가는 슬롯에서 분사된 냉각유체는 재순환 유동의 높은 전단력과 난류강도로 인해 분사 직후 급격히 주유동과 혼합되어, 재순환 영역에 포함되지 않은 슬롯보다 냉각 성능이 감소함을 결과를 통해 확인하였다.

Effect of Hole Shapes, Orientation And Hole Arrangements On Film Cooling Effectiveness

  • Jindal, Prakhar;Roy, A.K.;Sharma, R.P.
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제17권3호
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    • pp.341-351
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    • 2016
  • In this present work, the effect of hole shapes, orientation and hole arrangements on film cooling effectiveness has been carried out. For this work a flat plate has been considered for the computational model. Computational analysis of film cooling effectiveness using different hole shapes with no streamwise inclination has been carried out. Initially, the model with an inclination of $30^{\circ}$ has been verified with the experimental data. The validation results are well in agreement with the results taken from literature. Five different hole shapes viz. Cylindrical, Elliptic, Triangular, Semi-Cylindrical and Semi-Elliptic have been compared and validated over a wide range of blowing ratios. The blowing ratios ranged from 0.67 to 1.67. Later, orientation of holes have also been varied along with the number of rows and hole arrangements in rows. The performance of film cooling scheme has been given in terms of centerline and laterally averaged adiabatic effectiveness. Semi-elliptic hole utilizes half of the mass flow as in other hole shapes and gives nominal values of effectiveness. The triangular hole geometry shows higher values of effectiveness than other hole geometries. But when compared on the basis of effectiveness and coolant mass consumption, Semi-elliptic hole came out to give best results.

막냉각 효과를 고려한 액체로켓 엔진의 연소 특성에 관한 연구 (A Numerical Study on the Combustion Characteristics in a Liquid Rocket Engine with Film Cooling Effect)

  • 변도영;김만영;백승욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.69-76
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    • 2003
  • 액체로켓 연소기 내의 막냉각 특성 분석을 위한 비회체 분무연소에 대한 수치해석을 수행하였다. 막냉각 연료의 특성에 따른 연소기 벽면의 온도변화를 살펴보기 위하여 막냉각용 연료의 유랑, 막냉각용 액적의 직경, 그리고 공기/연료 혼합비를 매개변수로 한 수치해석을 수행하여 연소기 벽면의 온도는 막냉각용 연료 액적 직경의 변화에는 큰 영향을 받지 않지만 막냉각용 연료 유량 및 공기/연료 혼합비에 영향을 받고 있음을 확인하였다. 또한, 추진기관 벽면으로 전달되는 전도 및 복사열유속을 고찰함으로서 이러한 액체 추진기관의 연소특성을 이해하기 위해서는 열복사 및 물성치의 적절한 고찰이 필요함을 지적하였다.

재순환 영역이 존재하는 램제트 연소실 슬롯 막냉각 연구 (Study of the Slot Film Cooling under Ramjet Combustor with Recirculation Zone)

  • 오민근;박광훈;변해원;유만선;조형희;함희철;배주찬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.59-63
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    • 2005
  • 본 연구는 재순환 유동이 램제트 연소실 슬롯 막냉각에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 경사진 확장면에 설치된 돌출부를 가진 냉각유로에 의해 발생된 재순환 유동이 다단 슬롯 중 첫 번째 슬롯에 영향을 미치도록 실험 장치를 구성하여, 슬롯 출구 하류에서 속도장, 온도장 및 단열 막 냉각 효율을 측정하였다 슬롯을 통해 분사된 냉각유체는 재순환 유동간의 높은 전단력과 난류강도로 인해 분사 직후 급격히 혼합되어, 냉각 성능이 감소함을 결과를 통해 확인하였다.

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Film-Cooling Hole의 유출계수에 관한 수치해석적 연구 (A Computational Study for the Discharge Coefficient of a Film-Cooling Hole)

  • 김재형;김희동;박경암
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.15-22
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    • 2003
  • 본 연구에서는 2차원 압축성 Navier-Stokes 방정식을 사용하여 $30^{\cire}$ 경사진 터빈익의 냉각구를 통한 유출계수를 예측하였다. 내/외부 유동이 유출계수에 미치는 영향을 알아보기 위하여 외부유동만 존재하는 경우, 내부유동만 존재하는 경우 그리고 내/외부 유동이 없는 3가지 경우에 대하여 수치해석을 수행하였으며. 실험결과와 비교하였다. 본 연구의 수치해석결과는 유출계수를 잘 예측하였으며, 외부유동은 유출계수를 감소시키고, 내부유동은 냉각구내에서의 전압손실과 경계층의 영향을 감소시켜 특정 구간에서 유출계수를 증가시킨다는 것을 알았다.

Molecular Distribution depending on the Cooling-off Condition in a Solution-Processed 6,13-Bis(triisopropylsilylethynyl)-Pentacene Thin-Film Transistor

  • Park, Jae-Hoon;Bae, Jin-Hyuk
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.402-407
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    • 2014
  • Herein, we describe the effect of the cooling-off condition of a solution-processed 6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)-pentacene (TIPS-pentacene) film on its molecular distribution and the resultant electrical properties. Since the solvent in a TIPS-pentacene droplet gradually evaporates from the rim to the center exhibiting a radial form of solute, for a quenched case, domains of the TIPS-pentacene film are aboriginally spread showing original features of radial shape due to suppressed molecular rearrangement during the momentary cooling period. For the slowly cooled case, however, TIPS-pentacene molecules are randomly rearranged during the long cooling period. As a result, in the lopsided electrodes structure proposed in this work, the charge transport generates more effectively under the case for radial distribution induced by the quenching technique. It was found that the molecular redistribution during the cooling-period plays an important role on the magnitude of the mobility in a solution-processed organic transistor. This work provides at least a scientific basis between the molecular distribution and electrical properties in solution-processed organic devices.

공랭형 수직평판 흡수기 액막에서의 열 및 물질전달에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Heat and Mass Transfer in a Falling Film of Vertical Plate Absorber Cooled by Air)

  • 김선창;오명도;이재헌
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.1071-1082
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    • 1995
  • Numerical analyses have been performed to obtain the absorption heat and mass transfer coefficients and the absorption mass flux from a falling film of the LiBr aqueous solution which is cooled by cooling air. Heat flux at the wall is specified in terms of the heat transfer coefficient of cooling air and the cooling air temperature. Effects of operating conditions, such as the heat transfer coefficient, the cooling air temperature, the system pressure and the solution inlet concentration have been investigated in view of the local absorption mass flux and the total mass transfer rate. Effects of film thickness and film Reynolds number on the heat and mass transfer coefficients have been also estimated. Analyses for the constant wall temperature condition have been also carried out to examine the reliability of present numerical method by comparing with previous investigations.