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NTIS 바로가기한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집, 2010 Nov. 25, 2010년, pp.235 - 240
황기영 (국방과학연구소 1본부 5부) , 김유일 (국방과학연구소 1본부 5부) , 송인혁 (재료연구소 엔지니어링세라믹연구그룹)
Transpiration cooling is the most effective cooling technique for liquid rocket and air-breathing engines operating in aggressive environments with higher pressures and temperatures. Combustor liners and turbine vanes are cooled by the coolant(air or fuel) passing through their porous walls and also...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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일반적인 단일 냉각방법에는 무엇이 있으며, 액체로켓의 고성능화와 더불어 수반되는 가혹조건에 대해서 적용되는 방법은 무엇인가? | 액체로켓과 공기흡입식 추진기관의 고성능화와 더불어 수반되는 압력(열유속)과 온도 상승으로 인해, 대류냉각(Convection Cooling), 막냉각(Film Cooling), 충돌냉각(Impingement Cooling) 등의 단일 냉각방법으로는 불충분하여 2개 이상의 냉각방법을 조합한 복합 냉각방법이 액체로켓의 연소실/노즐 냉각 및 가스터빈 엔진의 터빈 냉각에 적용되고 있다[1,2]. 그러나 2개 이상의 냉각방법을 동시에 적용함으로 인해 냉각시스템이 복합해지는 단점과 근래에 내열금속과 세라믹 복합재료의 제조 기술 발전으로, 냉각효율이 가장 우수하고 벽면전면에 걸쳐 냉각효과가 확보되는 분출냉각(Transpiration Cooling)에 대한 관심이 미국, 영국, 독일 등에서 점차 확대되고 있다. | |
분출냉각 방식은 어떤 원리로 작용하는가? | 분출냉각 방식은 벽면을 그물과 같이 작은 구멍이 많이 뚫린 다공질 재료로 만들어 냉각재(공기 또는 연료)를 이 다공질 벽을 통과하게 하여 벽면 자체를 냉각시킴과 동시에 연소가스와 접하는 다공질 표면에 형성된 막으로 열유입을 차단시킨다. 이로 인해 막냉각보다 적은 량의 냉각재로 벽면온도를 낮게 유지할 수 있다. | |
분출냉각의 실용화는 무엇으로 제한되었는가? | 연소기 라이너와 터빈 베인은 다공질 벽면을 통과하는 냉각재(공기 또는 연료) 뿐만 아니라 차단막으로 작용하는 공기에 의해 냉각된다. 그러나 이의 실용화는 유용한 다공질 재료의 제한에 의해 방해를 받아왔다. 벽면 내에서 내부 열전달을 증가시키는 보다 현실적인 방법을 찾는 노력을 통해 Lamilloy$^{(R)}$ 및 Transply$^{(R)}$와 같은 다층 기공 구조물을 개발하게 되었다. |
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