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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 구자예
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2017
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연소실 내 질소/산소 조성에 따른 점화 지연을 연구하기 위하여 전단동축분사기 및 연소기를 설계/제작하여 연구를 수행하였다. 액체로켓엔진의 연소를 위해 기체산소/케로신을 추진제로 이용하였다. 안정적인 점화 조건을 찾기 위해 점화 위치 및 점화 시퀀스에 따른 연구를 수행하고 점화 전 연소실 내 질소/산소 조성 비율에 따른 점화 지연 연구를 수행하였다. 점화 전 질소/산소 조성 비율 조절을 위해 추진제 공급 시간은 일정하게 두고 질소 공급 시간을 조절하여 전체 조성 비율을 조절하였다. 점화 위치에 관계없이 점화 시퀀스가 증가할수록 초기 압력 피크 값이 커지는 경향을 보였다. 점화 위치가 분사기와 가까울수록 점화 이후 연소실 내 압력이 급격하게 떨어지는 정도가 커짐을 확인하였다. 점화 시퀀스에 따른 점화 지연 시간은 일정한 시퀀스 간격과는 다르게 시퀀스가 증가할수록 점화 지연 시간 간격도 증가함을 확인하였다. 점화 시퀀스가 늦어질수록 두 번의 점화 피크 지점이 없어지는 것을 확인하였다. 이는 첫 점화 이후 연소실 압력의 증가로 연료의 정상적인 분사를 방해하여 일시적으로 화염 발달을 이루지 못하여 나타난 결과로 생각된다.
연소실 내 질소/산소 조성에 따른 점화 지연을 알아보기 위해서 점화시퀀스에 따라 단일 점화 스파크에 의한 점화 성공률을 계산하였다. 추진제 공급 시간인 170 ms부터 10ms 간격으로 실험한 결과 250 ms 이후에는 100 %의 성공률을 보였다. 연소실 내 질소/산소 조성 비율 조절을 위해 점화 시퀀스 직전까지 산화제 라인을 통해 산소를 공급하고 질소 커튼 라인을 통해 기체 질소를 공급하였다. 점화 전 연소실 내 질소/산소 비율이 증가할수록 점화 지연 시간은 감소하는 결과를 얻었다. 이는 점화 전 기체 질소와 기체 산소의 혼합이 이루어짐에 따라 액적 분열이 잘 이루어진 결과라 생각된다. 따라서 본 연구를 통하여 점화 전 퍼지 기체를 이용하여 점화 지연 시간을 감소시킬 수 있으며 다수의 연소 시험 환경에서 안정적인 점화 조건을 위한 자료로 활용할 수 있을 것이라 사료된다.
연소실 내 질소/산소 조성에 따른 점화 지연을 알아보기 위해서 점화시퀀스에 따라 단일 점화 스파크에 의한 점화 성공률을 계산하였다. 추진제 공급 시간인 170 ms부터 10ms 간격으로 실험한 결과 250 ms 이후에는 100 %의 성공률을 보였다. 연소실 내 질소/산소 조성 비율 조절을 위해 점화 시퀀스 직전까지 산화제 라인을 통해 산소를 공급하고 질소 커튼 라인을 통해 기체 질소를 공급하였다. 점화 전 연소실 내 질소/산소 비율이 증가할수록 점화 지연 시간은 감소하는 결과를 얻었다. 이는 점화 전 기체 질소와 기체 산소의 혼합이 이루어짐에 따라 액적 분열이 잘 이루어진 결과라 생각된다. 따라서 본 연구를 통하여 점화 전 퍼지 기체를 이용하여 점화 지연 시간을 감소시킬 수 있으며 다수의 연소 시험 환경에서 안정적인 점화 조건을 위한 자료로 활용할 수 있을 것이라 사료된다.
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