Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
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An Experimental Study on the Injector-spray Behavior of a Liquid-propellant Thruster

액체추진제 추력기의 인젝터 분무 거동에 대한 실험적 연구

  • 김진석 (순천대학교 기계공학과 대학원) ;
  • 김성초 (순천대학교 기계우주항공공학부) ;
  • 박정 (부경대학교 기계공학부) ;
  • 김정수 (순천대학교 기계우주항공공학부)
  • Published : 2007.09.30
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Abstract

The behavior of spray emanating from an injector to be employed in a liquid-propellant thrust chamber is investigated by optical measurement techniques. The injector has eight holes, each of which has 30 cant angle from the center-axis with the diameter of 0.406 mm. In order to examine an atomization process according to the spray-generation conditions and the evolution along spray downstream, variational features in the velocity and size of droplets obtained through Dual-mode Phase Doppler An 799emometry (DPDA) are delineated and discussed together with instantaneous plane images captured by using Nd:Yag laser sheet beam. A categorization of spray-flow regime representing the atomization and turbulent nature is made through evaluating the non-dimensional parameters, i.e., Reynolds number and Weber number based upon the theoretical injection velocity. These qualitative and quantitative data of spray breakup will be a firm basis for the design of brand-new thruster

액체추진제 추력기 연소실의 인젝터로부터 발생하는 분무 거동을 파악하기 위하여 광학계측 기법을 사용한다. 실험에 사용된 인젝터는 지름이 0.406 mm이며 중심축으로부터 30 의 경사각을 이루는 8 개의 노즐 구멍으로 구성된다. 분무생성의 초기조건과 분무발달에 따른 미립화 과정을 분석하기 위해, 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)로 측정된 액적의 속도 및 입경 등의 변이 거동을 제시하고 Nd:Yag 레이저평면광에 의해 획득된 순간평면이미지와 함께 고찰한다. 분무액적의 초기 분사속도에 근거한 Re 수와 We 수 등의 무차원 변수를 도출하여 인젝터 발생 분무의 미립화 및 난류성질 등에 대한 분무유동 양식의 범주를 결정한다. 이러한 분무분열에 대한 정성적, 정량적 결과는 향후 새로운 추력기 개발에 확실한 설계 기반을 제공할 것이다.

Keywords

References

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