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논문 상세정보

초록

본 연구에서는 고고도의 저압환경 구현을 목적으로 사용되는 이젝터의 설계기법을 정립하고 상온가스를 이용한 실험을 통하여 성능변수와 형상변수에 따른 이젝터 작동 특성을 관찰하였다. 유량비, 압축비, 팽창비를 성능변수로 선정하고, 간극비를 형상변수로 선정하여 실험을 수행하였다. 실험결과 이젝터의 성능을 예측할 수 있는 성능변수들의 관계를 파악하였으며, 간극비 보다는 성능변수가 이젝터의 성능에 큰 영항을 미치는 것을 확인하였다.

Abstract

This paper describes an ejector design technique which used for simulating low pressure environment corresponding to high altitude. Also the ejector performance characteristics was investigated according to performance and geometric variables by cold gas flow test. Entrainment ratio, compression ratio and expansion ratio were designated as performance variables and an ejector gap ratio was designated as a geometric variable. A relationship between the performance variables to predict the ejector performance was identified and it was confirmed that the performance variables have much more effective than the ejector gap ratio through the ejector cold gas flow test.

질의응답 

키워드에 따른 질의응답 제공
핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
항공우주 추진기관의 고고도 저압 환경
항공우주 추진기관의 고고도 저압 환경을 모사하기 위한 방법에는 무엇이 있는가?
진공 펌프를 이용하는 방법, 디퓨저를 이용하는 방법, 디퓨저와 이젝터를 동시에 이용하는 방법

항공우주 추진기관의 고고도 저압 환경을 모사하기 위한 방법으로는 크게 진공 펌프를 이용하는 방법, 디퓨저를 이용하는 방법, 디퓨저와 이젝터를 동시에 이용하는 방법이 있다. 이중 진공 펌프를 이용하는 방법은 인공위성, 추력기 등과 같이 연소생성물의 온도가 비교적 낮고 유량이 매우 작은 경우에만 제한적으로 사용될 수 있다.

디퓨저와 이젝터를 동시에 사용하는 방법
디퓨저와 이젝터를 동시에 사용하는 방법의 장점은 무엇인가?
이젝터를 이용해서 진공 환경을 먼저 구현하기 때문에 점화 특성까지 볼 수 있으며 일반적으로 디퓨저만을 이용하는 방식보다 모사 가능한 고도가 높다는 장점을 가진다

디퓨저를 이용하는 방법은 구조적으로 간단하며 진공펌프를 이용하는 방법보다는 온도와 유량 제한을 덜 받지만, 고고도 환경에서의 초기 점화 특성을 살펴볼 수 없고 이젝터를 사용하는 방법 보다 저압 구현 정도가 낮다. 디퓨저와 이젝터를 동시에 사용하는 방법은 전술된 두 가지 방법 보다는 구조적으로는 복잡하지만, 이젝터를 이용해서 진공 환경을 먼저 구현하기 때문에 점화 특성까지 볼 수 있으며 일반적으로 디퓨저만을 이용하는 방식보다 모사 가능한 고도가 높다는 장점을 가진다[1-5].

이젝터
이젝터가 여러 산업 분야에서 많이 이용되는 이유는 무엇인가?
구조와 원리가 간단한 장점을 가지기 때문에

항공우주분야에서 주로 고고도의 저압 환경을 모사하기 위해 사용되는 이젝터는 산업혁명 당시 증기기관에서도 사용되었을 만큼 구조와 원리가 간단하다. 구조와 원리가 간단한 장점을 가지기 때문에 여러 산업 분야에서 많이 이용되고 있는 기계 장치이다. 특히 항공우주 분야에서는 고고도 환경에서 추진기관이 작동하기 때문에 지상 대기 환경과 다른 저압 환경을 모사하여 가스터빈, 발사체 엔진, 인공위성 등의 안정성, 신뢰성을 확보하기 위한 시험은 반드시 이루어져야 한다[1-3].

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참고문헌 (11)

  1. 1. Yu, I.S., Jeon, J.S., Kim, T.W., Ko, Y.S., Kim, S.J. and Han, Y.M., "A Study on Performance of an Ejector Using Cold Gas," KSPE Fall Conference, Yeosu, Jeollanam-do, Republic of Korea, PP. 272-275, Nov. 2012. 
  2. 2. Yu, I.S., Jeon. J.S., Ko, Y.S., Kim. Y., Kim, S.J., Han, Y.M. and Kim, S.H., "A Study on Performance of an Ejector according to Entrance Gap using Cold Gas," KSPE Spring Conference, Busan, Republic of Korea, PP. 378-381, May 2013. 
  3. 3. Yu, I.S., "Study on Design and Performance of Gas Ejector for High-Altitude Environment," Master's Thesis, Chungnam National University, 2012. 
  4. 4. Kim, S.H., Jin, J.K. and Kwon, S.J., "Study of Starting Pressure of a Supersonic Ejector with a Second-Throat," Trans. of the KSME (B), Vol. 29, No. 8, pp. 934-939, 2005. 
  5. 5. Choi, B.G., Kim, H,D., Lee, J.H. and Kim, D.J., "An Experimental Study of the Subsonic/Supersonic Steam Ejectors," Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 4, No. 4, PP. 1-8, 2000. 
  6. 6. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные а ппараты, Jet Devices, Moscow, Russia, 1970. 
  7. 7. Fabri, J. and Siestrunck, R., "Supersonic Air Ejectors," Advanced in Applied Mechanics Vol. 5, Academic press, pp. 1-34, 1958. 
  8. 8. Richard, S.L., "Theory on Optimum Performance of Modern Jet Ejectors," NRL Report 6493, 1967. 
  9. 9. Chaqing, L., "Gas Ejector Modeling For Design and Analysis," Ph. D Thesis, Texas A&M University, 2008. 
  10. 10. Mitchell, J.W., "Design Parameters for subsonic Air-air Ejectors," Defence Technical Information Center, Technical Report, No. 40, 1938. 
  11. 11. Standards for Steam Jet Vacuum Systems, 6th ed., Heat Exchange Institute, Inc., Cleveland, Ohio, USA, 2007. 

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