노즐 형상에 따른 Transverse Liquid Jet의 분무 특성 연구

윤현진(Hyun Jin Yoon),홍정구(Jung Goo Hong),이충원(Choong Won Lee) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11

분사노즐의 형상 및 배열에 따른 transverse jet의 분무 및 미립화 특성 연구를 위한 실험을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. SO 분무노즐에서의 liquid jet의 penetration은 crossflow의 속도가 증가함에 따라 감소하였으나, 선행연구자들에 의해 제안된 실험식과 비교할 때 상당한 차이를 보였다. 전체 실험범위 걸쳐 jet의 penetration은 모멘텀비(J)의 0.45 승에 비례하는 것으로 나타났다. 2. DO 분무노즐의 경우 전단 오리피스의 영향으로 후단 오리피스에서의 jet penetration은 DO 분무노즐과 비교할 때 약 18% (L<SUB>h</SUB>=4㎜)증가하였으며, DO 분사노즐에서 두 오리피스 사이의 거리가 클수록 후단 오리피스에서의 jet penetration이 감소하는 경향을 나타낸다. 3. Liquid Jet의 액적 평균입경은 jet의 압력에 따른 변화는 거의 없으나, cross-flow의 압력변화에 대해서는 비례하여 커지는 경향을 나타내는데 이는 crossflow의 밀도변화가 jet의 SMD 감소에 미치는 영향보다 jet의 합착에 의한 SMD의 증가요인이 더 크게 영향을 미치기 때문이다. The spray characteristics of transverse liquid jet, which is applied for liquid jet injection system of gas turbine or ramjet engine, were experimentally investigated. By measuring of liquid jet penetration with the injector shapes, the experimental formula of jet penetration was modified to be steeper than jet penetration of preceding study. And the spray characteristics with the change of the liquid jet and crossflow pressure, including SMD and jet disintegration, were carefully studied.

노즐 형상에 따른 Jet in Crossflow의 분무 특성

윤현진(Hyun Jin Yoon),임영헌(Young Heon Lim),홍정구(Jung Goo Hong),이충원(Choong Won Lee) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11

Crossflow에 미치는 영향을 최소화하면서 liquid Jet의 미립화 및 혼합특성을 향상시키기 위한 JICF의 분무 특성에 대해 실험적으로 연구하였다. Crossflow의 온도, 속도, 압력과 liquid Jet의 속도, 압력을 변화시키면서 crossflow와 liquid jet의 momentum ratio(q)의 변화에 따른 spray boundary(outer boundary, inner boundary)를 측정하고 실험식을 유도하여 선행연구자의 결과와 비교하였다. 특히, injector의 형상에 따른 jet penetration를 측정하여 dual orifice injector의 경우 전단 오리피스의 영향으로 후단 오리피스에서의 jet penetration은 single orifice injector 분사노즐과 비교할 때 약 18% (Lh=4 mm) 증가하는 것을 확인하였다. The spray characteristics of jet in crossflow (JICF) to improve the atomization and mixing characteristics of liquid Jet, while minimizing the impact on crossflow, were studied experimentally. By varying the temperature, velocity, pressure of crossflow and the speed, pressure of liquid Jet, the spray boundary (outer boundary, inner boundary) with the change of crossflow and liquid jet momentum ratio (q) were measured and led the experimental formula, compared with the results of previous work. Specifically, when the jet penetration with the shape of injector were measured, in the case of dual orifice Injector, under the influence of front orifice, the jet penetration of back orifice was improved approximately 18% (Lh = 4 mm), compared with single orifice injector.

마이크로 마스크를 가진 미세입자분사가공을 위한 가공경로의 생성

김호찬(Ho-Chan Kim),이인환(In-Hwan Lee),고태조(Tae-Jo Ko) 한국기계가공학회 2011 한국기계가공학회지 Vol.10 No.6

Micro-abrasive jet machining(μAJM) using mask is a fine machining technology which can carve a figure on a material. The mask should have holes exactly same as the required figure. Abrasive particles are jetted into the holes of the mask and it collide with the material. The collision break off small portion of the material. And the μAJM nozzle should move all over the machining area. However, in general the carving shape is modeled as in a bitmap figure, because it often contains characters. And the mask model is also often modeled from the bitmap image. Therefore, the machining path of the μAJM also efficient if it can be generated from the bitmap image. This paper suggest an algorithm which can generate μAJM tool path directly from the bitmap image of the carving figure. And shows some test results and applications.

마이크로 제트엔진 배기플룸 주위 물 분사에 따른 장파장 적외선 신호특성 연구

유건원,최성만 한국추진공학회 2022 한국추진공학회지 Vol.26 No.2

배기플룸 주위에 물을 분사할 경우 배기플룸에서 방출되는 장파장 적외선에 대한 특성을 알기 위하여 실험적인 방법으로 연구를 수행하였다. 배기플룸을 생성하기 위하여 마이크로 제트엔진을 사용하였으며, 배기노즐 주위에 8개의 물 분사노즐을 배치하였다. 물을 배기플룸과 평행하게 분사하여 배기플룸을 감싸거나, 또는 배기플룸 내에 물을 분사하는 두 가지 분사각도를 적용하였다. 장파장 적외선 신호 측정결과 물을 배기플룸과 평행하게 분사할 경우 물 분사유량에 따라 적외선 신호는 감소되었다. 배기플룸 내에 물을 분사할 경우, 적외선 신호는 배기플룸만 분사하는 경우보다 오히려 큰 값을 나타내는 것으로 측정되었다. An experimental study was carried out to understand the characteristics of the long wave infrared signal emitted from the exhaust plume when water is sprayed around it. The micro-jet engine was used to generate the exhaust plume, and eight water spray nozzles were installed around the exhaust nozzle. Two water injection angles were applied, one is sparying parallel to the exhaust plume, and the other is spraying water into the exhaust plume. The measurement results are as follows. When spraying water parallel to the exhaust plume, the long wave infrared signal is decreased with water spray flow rate. When spraying water the exhaust plume, the long wave infrared signal shows a larger value than plume only.

충돌형 분사기가 장착된 연소실에서 공기분사를 통한 연소 안정성평가에 관한 수치해석적 연구

박이선,손채훈 朝鮮大學校 機械技術硏究所 2006 機械技術硏究 Vol.9 No.1

액체 로켓엔진의 연소 안정성 평가를 위해 5개의 충돌형 분사기가 장착된 모델 연소실에서 음향해석을 수행하였다. 화학반응이 없는 상온 조건에서, 산화제와 연료대신 공기를 분사시키는 공기분사 음향해석 기법을 F(fue1)-0(oxidizer)-0-F 충돌형 분사기(F-O-O-F)에 적용하였다. 모델 연소실의 분사는 기하학적 크기와 작동조건은 선행연구에서 제시한 방법을 통해 설계되었다. 수치해석의 결과로부터 연소 불안정 영역을 명확히 알 수가 있었고,실험적인 결과와 정성적으로 잘 일치하는 것을 확인하였다. Combustion stability rating of jet injector is conducted numerically using air-purge technique in model chamber. where air is supplied to oxidizer and fuel manifolds of the model five-element injector head. A sample F-O-O-F impinging-jet injector is adopted. In this technique, we can simulate mixing process of streams flowing from oxidizer and fuel orifices under cold-flow condition without chemical reaction. The model chamber was designed based on the methodologies proposed in the previous work regarding geometrical dimensions and operating conditions. From numerical data, unstable regions can be identified. The present stability boundaries are in a good agreement with experimental results.

타원형 날개꼴의 유동제어에서 브로잉 제트 형태와 제트 각도의 영향

이기영(Ki-Young Lee),손명환(Myong-Hwan Sohn),장영일(Young-Il Jang) 한국항공우주학회 2004 韓國航空宇宙學會誌 Vol.32 No.8

타원형 날개꼴의 공력 특성에 브로잉 제트 방식과 제트 방향의 영향에 대하여 실험을 통하여 연구를 수행하였다. 본 연구는 타원형 날개꼴의 박리제어에 있어서 브로잉 제트 적용에 관한 기본 데이터를 축적하는데 목적을 두었다. 본 연구에서는 날개면에서의 압력분포, 브로잉 제트 출구에서의 유속 분포 및 공력 자료를 제공하였다. 타원형 날개꼴에 대한 실험은 레이놀즈수 8.22×10?에서 수행하였다. 펄스제트는 후실속각 이후에 공력 특성을 향상시키는 효과를 보여 주었다. 즉, 펄스제트는 감소된 질량유동율로 상당히 높은 양력을 발생하였다. 제트 방향도 박리제어의 주요 피라미터임을 보였다. 양의 제트각은 박리를 지연시키거나 억제하였고, 음의 제트각은 박리를 오히려 촉진시켰다. An Experimental investigation into the effects of the blowing jet type and jet orientation on the aerodynamic characteristics over an elliptic type airfoil is explored. This study is aimed at expanding the data base of blowing jet application in separation control of elliptic airfoil. Present data includes: surface pressure, blowing jet exit velocity measurements and integrated aerodynamic loads. The experiments were performed for an elliptic airfoil at Reynolds number 8.22×10? The improvement of effects of pulsed jet on the increase of aerodynamic characteristics was significant for the post-stall angle. For reduced mass flow rates, pulsed jet allowed considerably higher lift to be generated. The jet orientation also showed dominant parameter on the separation control. Positive jet angle delay or avoid separation, whereas negative jet angle promotes it.

동축형 스월-제트 분사기의 음향가진에 따른 동특성

배진현(Jinhyun Bae),김태성(Taesung Kim),정석규(Seokgyu Jeong),정찬영(Chanyeong Jeong),최정열(Jeong Yeol Choi),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회지 Vol.22 No.4

In this study, the injector transfer function (ITF) of a gas-gas coaxial jet-swirl injector is measured by perturbing jet or swirl flow using a speaker as jet flow increases. As a result of measuring the ITF varying feed system length, a peak occurs at a resonance frequency of space where the perturbed flow passes. With jet excitation, the ITF magnitude decreases, but increases thereafter as increasing the jet flow. Therefore the larger the velocity difference between jet and swirl flow, the larger the ITF. With swirl excitation, ITF decreases as increasing the jet flow because of the energy decrease with respect to the constant downstream flow.

마하 7 극초음속 충격파 터널에서 항력 감소를 위한 플라즈마 제트 발생 장치 연구

이재청(Jae Cheong Lee),이유석(Yu Seok Lee),이형진(Hyoung Jin Lee),허환일(Hwanil Huh) 대한기계학회 2020 大韓機械學會論文集B Vol.44 No.11

초음속/극초음속 비행체의 선두부에서 발생하는 충격파에 의한 항력을 줄이기 위해 역분사 유동에 대한 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 제트를 분사하기 위해 DC 플라즈마 발생 장치를 제작하고 기초 실험을 수행했다. 고속 유동은 마하 7 극초음속 충격파 터널에서 모사되며, 해당 유동 조건에서 플라즈마가 방전될 수 있는 요구 조건을 분석했다. 질소, 아르곤, 헬륨 가스를 이용한 방전성능 시험을 거쳐 마하 7 극초음속 충격파 터널에서 질소 플라즈마 제트를 분사하여 실험하였다. 실험결과, 마하수 7 극초음속 유동에서 분사 전압력에 따라 플라즈마 역분사 제트가 분사됨을 확인했다. Counterflow jets have been used in an attempt to reduce the drag caused by the shock wave in front of a supersonic/hypersonic vehicle. In this study, a direct-current plasma generator was designed and fabricated to inject plasma jets and fundamental experiments were performed. To simulate high-speed flow, a Mach 7 hypersonic shock tunnel was used and the requirements for plasma discharge under high-speed flow conditions were analyzed. After discharge performance tests using N₂, Ar, and He gas, the N₂ plasma jets were injected and tested in the Mach 7 hypersonic shock tunnel. The results show that counterflow plasma jets were injected according to injection pressures in Mach 7 hypersonic flow.

고온고속기류 중에 수직 분사되는 액체제트의 연소 및 분무특성

윤현진(Hyun Jin Yoon),구건우(Kun Woo Ku),김준희(Jun Hee Kim),홍정구(Jung Goo Hong),박철우(Cheol Woo Park),이충원(Choong Won Lee) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集B Vol.37 No.1

주류공기에 수직으로 분사되는 JICF 분사시스템은 연소실내에서 주류공기의 영향을 최소화하면서 미립화 및 연소성능을 향상시키기 위한 추진시스템의 연료분사 방식으로 넓은 적용범위를 가지고 있다. 하지만 JICF 분사시스템에서 산화제인 공기와 연료의 불충분한 혼합성능은 연소실 내에서의 불균일한 화염구조를 형성한다. 따라서 본 연구에서는 JICF 분사시스템의 램제트 연소기에서 연료와 공기의 부족한 혼합성능에 기인한 연소의 불균일한 화염구조를 실험적으로 확인하고, 연료 제트의 침투깊이, 분열점 등을 예측하기 위한 상관관계식을 유도함으로서 JICF 분사시스템에서 연소성능에 영향을 미치는 액체제트와 주류공기와의 분무 및 혼합특성을 파악하였다. 특히, 액체 제트의 침투깊이를 주류공기의 유동방향의 상류와 하류로 나누어 상관관계식을 유도하여 좀더 정확한 침투깊이의 예측이 가능하도록 하였다. A jet in a crossflow (JICF) has been extensively studied because of its wide applications in technological systems, including fuel injection into a ram-combustor. However, in the case of insufficient mixing performance of the liquid jet into the crossflow, the flame in a ram-combustor is unstable. In this study, the nonuniform flame and combustion instabilities due to lack of mixing performance were experimentally investigated. By performing correlations to predict the penetration height and break-up point, the spray and mixing characteristics of JICF have been studied. In particular, the improved correlations of penetration height are proposed in two distinctive domains depending on the X/d location of the crossflow.

고압분사주입공법으로 보강된 석회암공동의 거동특성

홍원표 ( Won Pyo Hong ),홍건표 ( Kun Pyo Hong ),여규권 ( Geu Guwen Yea ) 대한지질공학회 2008 지질공학 Vol.18 No.1

석회암지역은 외부의 압력에 의한 파쇄대와 용해성공동 등과 같은 지질학적인 결함을 대부분 갖고 있다. 특히, 장대교량을 건설할 경우 지질학적인 결함을 갖고 있는 석회암공동의 처리는 꼭 필요하다. 석회암 공동에서 기초의 침하량을 줄이고 지반을 보강하기 위한 대책공법으로 고압분사주입공법이 많이 활용되고 있다. 그러나 고압분사주입공법은 석회암공동에 대한 보강공법으로 활용되어 왔으나 연구실적과 기술적인 자료의 축적이 부족한 편이다. 그러므로 본 논문은 고압분사주입공법에 의하여 보강된 석회암공동 구간에 대하여 강도특성과 변형특성에 대한 연구결과를 제시하였다. 그리고 하중전이시험이 수반된 정재하시험에 의하여 지지력특성도 논의하였다. Limestone area have mostly certain geological defects such as the internal cavities due to melting and fractured zone by external pressures. Especially, in case of constructing grand bridge, the treatment of the limestone cavities area having the geological defects is inevitable. In order to reduce foundation settlement and to reinforce the ground in the limestone cavities area, high pressure jet grouting has been carried out as a countermeasure method. Despite the fact that high pressure jet grouting method has already adopted at a lot of limestone cavities area, but the amount of research and technical data on the high pressure jet grouting have not been accumulated properly so far. Therefore this paper intends to investigate the strength characteristics and deformation characteristics for reinforced limestone cavities area by high pressure jet grouting method. In addition, load carrying capacity obtained by static pile load test with load transfer measuring system is analyzed.