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추진제탱크 가압용 인젝터 출구에서의 유동가시화 및 해석
권오성(Oh-Sung Kwon),한상엽(Sang-Yeop Han),권기정(Ki-Jung Kwon),정용갑(Yong-Cahp Chung) 한국항공우주학회 2010 韓國航空宇宙學會誌 Vol.38 No.1
추진제탱크 가압용 인젝터는 액체추진기관 발사체의 가압시스템에서 추진제탱크로 유입되는 가압가스의 유속을 감소시키고 이를 적절히 분산시키기 위해 사용된다. 인젝터의 형상에 따라 추진제탱크 내부 얼리지의 온도분포가 달라지게 되는데, 이것은 가압가스 소모량과 추진제탱크 내의 열적인 현상들에 영향을 미친다. 본 논문에서는 추진제탱크 얼리지가 성층화된 온도분포를 가질 수 있도록 하는 디퓨저 형상의 인젝터에 대하여 출구 유동형태를 살펴보았다. 입자영상유속계 기법을 이용하여 제작된 인젝터 출구에서의 가압가스 유동을 가시화하였고, 이를 CFD 해석결과와 비교하였다. 해석결과는 측정결과와 비교적 잘 일치하였고, 이것을 추진제탱크 얼리지 해석에 있어 입구조건으로 사용하여 얼리지의 상태를 확인하였다. Propellant tank pressurizing gas injector is used in the pressurization system of liquid propellant rocket to reduce incoming gas velocity and distribute the gas in the tank. Temperature distribution in the propellant tank ullage is varied according to the gas injector shape, and it has influence on the required pressurant gas and thermal phenomena in the tank. In this paper, diffuser type gas injector was studied to make the ullage have stratified temperature distribution. Injected gas flow at the outlet of prototype diffuser was visulized using particle image velocimetry method and it was compared with the results of calculation. Calculation was well agreed with measurement and was used as an inlet condition of propellant tank ullage calculation.
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