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논문 기본 정보

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저널정보
대한기계학회 Journal of Mechanical Science and Technology Journal of Mechanical Science and Technology Vol.21 No.8
발행연도
2007.8
수록면
1,271 - 1,283 (13page)

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Gas generator is the device to produce high enthalpy gases needed to drive turbo-pump system in liquid rocket engine. And, the combustion temperature in gas generator should be controlled below around 1,000K to avoid any possible thermal damages to turbine blade by using either fuel rich combustion or oxidizer rich combustion. Thus, nonequilibrium chemical reaction dominates in fuel-rich combustion of gas generator. Meanwhile, kerosene is a compounded fuel with various types of hydrocarbon elements and difficult to model the chemical kinetics. This study focuses on the prediction of the non-equilibrium reaction of fuel rich kerosene/LOX combustion with detailed kinetics developed by Dagaut using PSR (Perfectly Stirred Reactor) assumption. In Dagaut's surrogate model for kerosene, chemical kinetics of kerosene consists of 1,592 reaction steps with 207 chemical species. Also, droplet evaporation time is taken into account in the PSR calculation by changing the residence time of droplet in the gas generator. Frenklach's soot model was implemented along with detailed kinetics to calculate the gas properties of fuel rich combustion efflux. The results could provide very reliable and accurate numbers in the prediction of combustion gas temperature, species fraction and material properties.
#Gas generator #Fuel-rich #Non-equilibrium #Perfectly Stirred Reactor #Fuel evaporation time

목차

Abstract
1. Introduction
2. Numerical calculation with PSR model
3. Kinetics
4. Kinetics for soot formation
5. Results and discussion
6. Conclusion
References

참고문헌 (14)

참고문헌 신청
1974, “Liquid Rocket Engine Injectors”, Space Vehicle Design Criteria, NASA SP 8089. google schola 1974, “Liquid Rocket Gas Generator,” Space Vehicle Design Criteria, NASA SP 8081. google schola Appel, J., Bockhorn, H. and Frenklach, M., 2000, “Kinetic Modeling of Soot Formation with Detailed Chemistry and Physics: Laminar Premixed Flames of C2 Hydrocarbons.” Combust. and Flame, Vol. 121, pp. 122~136. google schola Bensky, M. S. and Wong, G. S., 1977, “Development of LOX/JP-4 Gas Generator for Integrated Aircraft Auxiliary Power Systems,” AIAA Paper #77-890, Presented at the 13th Joint Propulsion Conference, Orlando, FL. google schola Dagaut, P., 2002. “On the Kinetics of Hydrocarbons Oxidation from Natural Gas to Kerosene and Diesel Fuel,” Phys. Chem. Chem. Phys., Vol. 4, 2002, pp. 2079~2094. google schola

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