[논문]단열식 오리피스를 적용한 고속회전 분무노즐의 미립화 특성

장성호; 최성만

단열식 오리피스를 적용한 고속회전 분무노즐의 미립화 특성
Atomization Characteristics of the High Speed Rotating Injection System with Single Column Orifice 원문보기

The spray characteristics of the high speed rotating fuel injection system were studied. The five variants of rotating fuel nozzle were used by spray test. The diameter of single column injection orifices are varied from 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm and 5 mm. We constructed high speed rotating test rig and measured droplet size by PDPA (Phase Doppler Particle Analyzer) system. Also spray was visualized by using high speed camera. In the test results, we could understand that length of liquid column from the injection orifice is mainly controlled by the rotational speeds. SMD is decreased with increasing injection orifice diameter and rotational speeds. Furthermore, from the comparison to the theoritical calculation, we confirmed that SMD is influenced by the liquid film thickness which is formed inner surface of injection orifice.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

그러나 본 연구에서는 PDPA 레이져 진단기술을 이용하여 분무입자의 크기 및 속도를 측정하여 정량적 데이터를 제시하고, 고속카메라를 이용하여 분무 형상을 가시화함으로써 회전 연료분사시스템에 대한 분무 특성을 이해하고 분석하고자 하였다.
본 연구는 고속 회전 연료분사노즐의 분무특성을 이해하기 위해 수행하였다. 고속카메라를 이용하여 여러 가지 분사오리피스에 따른 분무현상을 가시화 하였고, PDPA 측정 시스템을 이용하여 분무입자의 속도와 SMD를 측정하였다.

제안 방법

위해 수행하였다. 고속카메라를 이용하여 여러 가지 분사오리피스에 따른 분무현상을 가시화 하였고, PDPA 측정 시스템을 이용하여 분무입자의 속도와 SMD를 측정하였다. 연구결과는 다음과 같다.
또한 고속으로 회전하는 연료 분사 노즐의 오리피스로부터 배출되는 액체들이 넓은 액막(liquid film) 형태로 퍼져서 분사되며, 이 액막의두께는 분무입자의 크기(SMD)와 큰 관련이 있다는 연구 결과를 발표한 바 있다. 또한 오리피스 내부에 생성되는 액막의 두께0)를 구하는 계산식(1)을 도출하였다.
분무실험은 분사 오리피스 직경에 따라 5종류의 연료분사노즐에 대한 실험을 수행하였고, 자세한 사항은 Table 1에 나타내었다. 분무실험은 회전속도와 유량에 따른 영향을 알아보기 위해 각각 10.47 m/s(5,000 rpm)와 0.001389 kg/sec(5 kg/h)를 기준으로 회전속도는 10.47 m/s, 유량은 0.001389 kg/sec씩 증가시켜가며 실험을 수행하였다.

대상 데이터

실험에 사용된 PDPA 측정시스템은 공랭식 Ar-Ion 레이저, 발신부, 수신부, 신호처리장치와 3-D 이송 장치로 구성된다.
있다. 실험장치는 스핀들 모터, 단열식 회전연료분사노즐, 가압식 물탱크, 연료공급노즐, 아크릴 케이스 및 PDPA 측정시스템으로 구성하였고, 작동유체는 물을 사용하였다 .
Figure 3은 1-D PDPA를 이용한 분무입자의 크기 및 속도 측정시의 측정위치를 나타낸다. 측정 위치는 x-y 평면 215개이며, 각 측정 위치에서 20초 내에 10, 000개의 데이터를 추출하였다.

성능/효과

1. 회전속도가 증가함에 따라 분무되는 액주의 길이는 짧아지며, 액막두께는 얇아지고, 평균입자의 크기 (SMD)는 작아진다. 또한, 공급유량이 증가함에 따라 SMD는 커진다.
2. 분사오리피스의 직경이 클수록 분무입자의 분열 위치는 분사오리피스의 출구로부터 가까워지며, 작은 SMD를 생성하지만, 일정크기 이상의 오리피스에서는 오히려 더 큰 SMD를 생성한다.
3. 분사오리피스 내벽 면에 생성되는 액막의 두께가 49.4 에서 9.4 로 감소할 때 SMD는 98.9 에서 45.9 로감소함을 확인하였다. 따라서 액막의 두께는 SMD에 직접적인 영향을 줌을 알 수 있다.
것이다. 그 결과 PDPA의 측정결과 값들은 평균 표준편차 1.97 p, m, 최대오차 3.98 μm, 최소오차 0.06 um임을 알 수 있으며, t 검정에 의한 95% 신뢰수준을 분석한 결과 모든 데이터가 신뢰구간 내에 있어 시험의 신뢰성이 있다고 판단된다.
40 m/s(l5,000 rpm)의 조건에서 Case 1, 2, 3, 4, 5 각각에 대한 Volume Flux를 나타낸 것이다. 이 결과로부터 분무오리피스의 크기가 1 mm 인 Case 1은 분무입자들이 좁은 영역에 집중되어 분사되며, 오리피스의 크기가 커짐에 따라 넓은 영역에 걸쳐 분사됨을 확인할 수 있다. 이러한 형태를 보이는 이유는 일정한 유량이 작은 분무오리피스를 통하여 분무될 때 분무 입자들은 단일의 액주형태로 분무되고, 오리피스의 직경이 커짐에 따라 분무입자들은 얇은 액막의 형태로 분무가 더욱 발달하게 되며 분무된 입자의 크기는 작아져 입자의 단면적이 커지므로 주위기체와의 접촉면이 커지게 되어 보다 넓은 영역으로 액막의 형태로 고르게 분무 되는 것으로 판단된다.
여기에서 X는 분무오리피스의 출구로부터의 거리를 나타낸다. 이 결과로써 유량이 증가함에 따라 SMD는 점차 증가하는 경향성을 보이고 있음을 알 수 있다. 이러한 이유는 유량이 증가함에 따라 분사 오리피스 내에 생성되는 액막의 두께가 점차 두꺼워져 액막의 분열이 늦어지는 점 때문으로 판단된다.
것이다. 이를 통해 회전속도가 10.47 m/s에서 62.80 m/s로 증가함에 따라 분사오리피스 내벽 면에 생성되는 액막의 두께가 49.4 呻1에서 9.4 呻1로 감소할 때 SMD는 98.9 呻에서 45.9 |im로 감소함을 확인 하였다. 따라서 액막의 두께가 얇을수록 SMD는 대체적으로 작아짐을 알 수 있다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

단열식 오리피스를 적용한 고속회전 분무노즐의 미립화 특성
Atomization Characteristics of the High Speed Rotating Injection System with Single Column Orifice 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

연구과제 타임라인

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

단열식 오리피스를 적용한 고속회전 분무노즐의 미립화 특성 Atomization Characteristics of the High Speed Rotating Injection System with Single Column Orifice 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

장성호 (2) 최성만 (49)

연구과제 타임라인

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

단열식 오리피스를 적용한 고속회전 분무노즐의 미립화 특성
Atomization Characteristics of the High Speed Rotating Injection System with Single Column Orifice 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper